Mesh ağları IoT ağları için neden daha sık kullanılıyor?

Araştırdığım birçok yaygın IoT iletişim protokolü , her cihazın bir yönlendiriciye / hub'a bağlandığı Wi-Fi'nin genel yıldız topolojisine önemli bir kontrast olan örgü topolojisini (örneğin ZigBee , Thread ve Z-Wave ) benimsedi. .

EETimes ayrıca şunları ifade eder:

Mesh ağ iletişimi, çok sayıda ağ cihazını birbirine bağlamak için ideal bir tasarım çözümü olarak ortaya çıkmaktadır.

EETimes, güvenilirlik geliştirmelerinin (örneğin kendi kendini iyileştiren iletimler) bir örgü ağın ana avantajlarından biri olduğunu düşündürmektedir, ancak bu, bir örgü ağ kurmanın ek karmaşıklığına kıyasla küçük bir avantaj gibi görünmektedir.

Yaklaşık 10-20 ağa bağlı cihaz içermesi ve uçtan uca kısa bir aralık yayması muhtemel bir ev IoT ağı için, örgü ağları normal bir yıldız topolojisinden daha uygun kılan nedir? Eklenen karmaşıklık, inandığım kadar önemli değil mi?

TL; DR: Ekonomi

Kablolu ağ ve yıldız topolojisi

İnternet bir ağ ağı. Neden? Çünkü DARPA, soğuk savaşın ısınması halinde ABD'nin yarısı unutulmak zorunda kalsa bile çalışmasını istedi. Ordu, tek bir düğüme bağımlı olmayan son derece güvenilir bir ağ istiyordu. Ağ düğümlerinizi meshlemek veya en azından kısmi meshlemek size bu güvenilirliği verecektir. (Kablolu) ağların en büyük dezavantajı, çok düşük maliyetli olmalarıdır. Çok pahalılar. Her bileşeni diğer bileşenlere kablolamak çok pahalıdır. Böylece Nesnelerin İnterneti'nin WAN omurgası zaten kablolu bir ağdır.

Yıldız topolojisi düğüm başına sadece bir kabloya ihtiyaç duyarken, meshleme tam mesh için n * (n-1) / 2'ye kadar kullanır. Kafes ağlar için kablolama çok hızlı çok daha pahalı hale gelir. Böylece yıldız topolojisi baskın standart olarak ortaya çıktı.

Şimdi (çoğunlukla) yeni, kablosuz ağlar

Kablosuz ağ ağlarının kurulması , kablolu ağ ağlarının en büyük dezavantajını engeller. Kablosuz ağ oluşturmak için herhangi bir kablolama maliyeti yoktur. Bu nedenle, kablosuz ağ ağları oluşturmak, her zaman istedikleri güvenilirlik ağı yaratıcılarının düşük maliyetli kablolarla ve elbette kablosuz olmanın diğer tüm avantajlarıyla eşleşir.

Bununla birlikte, hala ağ ağlarının birkaç dezavantajı vardır. Tek bir merkezi düğüme bağlanmaya kıyasla, düğümlerin yönlendirme için nispeten akıllı olması gerekir. ZigBee , her düğümde yönlendirme tabloları gerektiren Geçici İsteğe Bağlı Mesafe Vektör Yönlendirmesi'ni kullanır . Ayrıca, ağı verimli hale getirmek için düğümlerin belirli bir dubleks özelliği de gereklidir. Düşük maliyetli, kablosuz özellikli mikroçipin biraz zaman almasını sağlayın. Bugün şu çiplerimiz var.

Kafes ağın düzgün çalışması için yeterli düğüm olması gerekir. Aslında daha fazla düğümle (en az iki mevcut olana bağlanan) daha verimli olur. Böylece, Nesnelerin İnterneti, bir düğüm olarak hareket edebilen her şey örgülü ağlar için bariz bir eşleşmedir. Diğer topolojiler muhtemelen daha fazla düğümle tıkanırken, ağlar gerçekten orada parlamaya başlar ve daha fazla düğüm eklenir.

10-20 düğüm ağınız

Bir veya iki düzine cihazla akıllı bir ev ayarı için topoloji ile ilgili dikkate alınması gereken birkaç şey vardır. İlk olarak, ZigBee aslında yıldız topolojisini de destekler. İkinci olarak, her türlü mesafe vektörü yönlendirmesi genellikle ağırlıklı vektör değerleriyle çalışır. Böylece, akıllı bir ev ayarında doğrudan bağlantı çok iyi derecelendirilebilir ve bir kafes olarak yapılandırıldığında bile bir kusurlu yıldız topolojisi ile sonuçlanırsınız.

Sadece Hue Bridge gibi merkezi bir bileşenin kapsamı dışında kalan (veya doğrudan bağlantıyı yeterince kötü bir şekilde değerlendiren) cihaz ağ topolojisini bile kullanacaktır. Bu aygıtlar için ağ ağı aslında ağınız için düşük bir gecikme aralığı uzantısıdır . Böylece, başka bir merkezi düğüm satın almak zorunda değilsiniz. Bu para tasarrufu sağlar. Bu nedenle, daha önce geniş yayılmış kablolu ağ ağlarını öldüren şey, kablosuz ağ ağlarını bugün çok çekici kılıyor. Ekonomi.

Mesh ağları, bir IoT ağı için daha iyi yerel yapılandırma seçenekleri verme eğilimindedir. Aralık genişletmesi, ağdaki her aygıtın ağın her aygıttan daha büyük olmasına yardımcı olacağı ağ ağından zaten bahsedildi. Bir diğer önemli husus da mesajların nasıl yönlendirildiğidir. Bazı cihazlar sabit kalırken, diğerleri hareket ettirilebilir. Bu, yönlendirme mesajlarını tipik bir şekilde zorlaştırabilir, ancak bir ağ ağı, tüm düğümler söz konusu cihazı arayabileceğinden daha iyi işleyebilir.

Bunun pratik bir örneği, bir ZWave ağında, ağınızdaki tüm düğümleri yeniden keşfedebilirsiniz, böylece denetleyici ve diğer düğümler, mesajlar için en iyi yolu ve hangi düğümlerin hangi iletilerle farklı cihaz. Bununla ilgili daha fazla bilgi bu sayfada "Ağ ve Yönlendirme" bölümünde görülebilir .

IoT genellikle ev otomasyonu bağlamlarında (kapı sensörleri, duvar fişleri, ...) kullanılır ve özellikle büyük evlerde birbirlerine çok yakın olma eğilimindedir. Böylece bir ağ ağı, nesnelerin mesafe problemini karşılamasına izin verir.

Ayrıca, tüm bu IoT cihazlarının enerjisi düşük olmalıdır, bu nedenle uzun mesafeli iletişimde boşa harcamamalıdır.