ทำไมเครือข่ายเมชใช้บ่อยกว่าสำหรับเครือข่าย IoT


12

โปรโตคอลการสื่อสาร IoT ทั่วไปที่ฉันได้ทำการวิจัยได้นำมาใช้เป็นโครงสร้างเครือข่าย (ตัวอย่างเช่นZigBee , ThreadและZ-Wave ) ซึ่งแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญกับโทโพโลยีแบบปกติของ Wi-Fi ซึ่งอุปกรณ์ทุกเครื่องเชื่อมต่อกับเราเตอร์ / ฮับหนึ่งเครื่อง .

EETimesระบุด้วยว่า:

ระบบเครือข่ายแบบตาข่ายเป็นโซลูชั่นการออกแบบที่เหมาะสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายจำนวนมาก

EETimes ชี้ให้เห็นว่าการปรับปรุงความน่าเชื่อถือ (เช่นการส่งสัญญาณด้วยตนเอง) เป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบหลักของเครือข่ายตาข่ายแม้ว่านี่จะเป็นข้อได้เปรียบเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของการติดตั้งเครือข่ายตาข่าย

สำหรับเครือข่าย IoT ในบ้านซึ่งมีแนวโน้มว่าจะมีอุปกรณ์เครือข่ายประมาณ 10-20 รายการและกระจายช่วงสั้น ๆ ตั้งแต่ต้นจนจบสิ่งที่ทำให้เครือข่ายตาข่ายเหมาะสมกว่าเครือข่ายดาวปกติ ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นนั้นไม่สำคัญเท่ากับที่ฉันเชื่อหรือไม่

คำตอบ:


10

TL; DR:เศรษฐศาสตร์

เครือข่ายตาข่ายแบบใช้สายเทียบกับโทโพโลยีแบบดาว

อินเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายแบบตาข่าย ทำไม? เพราะ DARPA ต้องการให้มันทำงานแม้ว่าครึ่งหนึ่งของสหรัฐอเมริกาจะถูกทิ้งระเบิดจนลืมเลือนหากสงครามเย็นกำลังร้อนแรง ทหารต้องการเครือข่ายที่มีความน่าเชื่อถือสูงซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับโหนดใด ๆ การโยงหรืออย่างน้อยก็การแบ่งส่วนโหนดเครือข่ายของคุณจะทำให้คุณมีความน่าเชื่อถือ ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของเครือข่ายตาข่าย (แบบใช้สาย) คือเครือข่ายนั้นมีประสิทธิภาพไม่มาก พวกเขาเสียค่าใช้จ่ายมาก การเดินสายเคเบิลทุกชิ้นไปยังส่วนประกอบอื่น ๆ นั้นแพงเกินไป ดังนั้นกระดูกสันหลัง WAN ของอินเทอร์เน็ตของสิ่งที่มีอยู่แล้วเป็นแบบใช้สายตาข่ายเครือข่าย

Star topology ต้องการเพียงหนึ่งสายเคเบิลต่อโหนดในขณะที่ meshing ใช้ n * (n-1) / 2 สำหรับ mesh เต็มรูปแบบ การเดินสายเคเบิลสำหรับเครือข่ายแบบตาข่ายมีราคาแพงกว่าอย่างรวดเร็วมาก ดังนั้นรูปร่างของดาวจึงกลายเป็นมาตรฐานที่โดดเด่น

ตอนนี้ (ส่วนใหญ่) เครือข่ายตาข่ายไร้สายใหม่

การสร้างเครือข่ายเครือข่ายไร้สายนั้นหลีกเลี่ยงอุปสรรคสำคัญของเครือข่ายเครือข่ายแบบใช้สาย ไม่มีค่าใช้จ่ายในการเดินสายในการสร้างเครือข่ายตาข่ายไร้สาย ดังนั้นการสร้างเครือข่ายไร้สายแบบตาข่ายจะจับคู่กับผู้สร้างเครือข่ายความน่าเชื่อถือที่ต้องการเสมอด้วยต้นทุนที่ต่ำของสายเคเบิลจำนวนน้อยและแน่นอนข้อดีอื่น ๆ ทั้งหมดของการเป็นแบบไร้สาย

อย่างไรก็ตามยังมีข้อเสียของเครือข่ายตาข่าย โหนดจะต้องฉลาดพอสมควรสำหรับการกำหนดเส้นทางเปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อกับโหนดกลางเพียงโหนดเดียว ZigBee ใช้การกำหนดเส้นทางเวกเตอร์ตามระยะทางแบบ Ad-hocซึ่งต้องการตารางเส้นทางในแต่ละโหนด นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องใช้ความสามารถในการพิมพ์สองด้านของโหนดเพื่อให้เครือข่ายมีประสิทธิภาพ การนำไมโครชิพไร้สายที่มีต้นทุนต่ำมาใช้นั้นต้องใช้เวลาพอสมควร วันนี้เรามีชิปเหล่านั้น

เพื่อให้เครือข่ายตาข่ายทำงานอย่างถูกต้องจะต้องมีโหนดเพียงพอ มันจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อมีโหนดเพิ่มขึ้น (ที่เชื่อมต่อกับอย่างน้อยสองโหนดที่มีอยู่) ดังนั้น Internet of Things ทุกอย่างสามารถทำหน้าที่เป็นโหนดได้อย่างชัดเจนสำหรับเครือข่ายแบบตาข่าย ในขณะที่ทอพอโลยีอื่น ๆ อาจอุดตันด้วยโหนดจำนวนมากเครือข่ายเมชเริ่มที่จะส่องแสงที่นั่นและทำงานได้เร็วขึ้นและน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น

เครือข่าย 10-20 โหนดของคุณ

สำหรับการตั้งค่าบ้านอัจฉริยะด้วยอุปกรณ์หนึ่งหรือสองโหลมีบางสิ่งที่ต้องพิจารณาเกี่ยวกับทอพอโลยี ประการแรก ZigBee ก็รองรับการจัดเรียงของดาวด้วยเช่นกัน ประการที่สองการกำหนดเส้นทางเวกเตอร์ระยะทางใด ๆ มักจะทำงานกับค่าเวกเตอร์ถ่วงน้ำหนัก ดังนั้นในการตั้งค่าบ้านอัจฉริยะการเชื่อมต่อโดยตรงอาจได้รับการจัดอันดับสูงสุดเป็นอย่างดีและคุณจะจบลงด้วยโทโพโลยีแบบแยกส่วนแม้จะถูกกำหนดค่าเป็นตาข่าย

เฉพาะอุปกรณ์ที่อยู่นอกขอบเขตของส่วนประกอบส่วนกลางเช่น Hue Bridge (หรือให้คะแนนการเชื่อมต่อโดยตรงที่ไม่ดีพอ) เท่านั้นที่จะใช้ประโยชน์จากโครงสร้างตาข่าย สำหรับอุปกรณ์เหล่านี้เครือข่ายตาข่ายเป็นส่วนขยายช่วงเวลาแฝงต่ำสำหรับเครือข่ายของคุณ ดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องซื้อโหนดกลางอีกอัน ที่ช่วยประหยัดเงิน ดังนั้นสิ่งเดียวกันกับที่ฆ่าเครือข่ายไวร์เลสไวด์ก่อนที่จะสร้างเครือข่ายไวร์เลสให้น่าสนใจในวันนี้ เศรษฐศาสตร์.


7

เครือข่ายแบบตาข่ายมักจะให้ตัวเลือกการกำหนดค่าท้องถิ่นที่ดีขึ้นสำหรับเครือข่าย IoT การขยายช่วงได้รับการพูดถึงแล้วว่าเครือข่ายตาข่ายเป็นอุปกรณ์แต่ละตัวในเครือข่ายจะช่วยให้เครือข่ายใหญ่กว่าแต่ละอุปกรณ์จะอยู่คนเดียว อีกแง่มุมที่สำคัญคือการกำหนดเส้นทางของข้อความ ในขณะที่อุปกรณ์บางอย่างจะยังคงอยู่กับที่อุปกรณ์อื่นอาจถูกเคลื่อนย้ายไปมา สิ่งนี้อาจทำให้ข้อความการเราต์ในแบบปกติทำได้ยาก แต่เครือข่ายเมชจะสามารถจัดการกับมันได้ดีขึ้นเนื่องจากโหนดทั้งหมดจะสามารถค้นหาอุปกรณ์ที่เป็นปัญหาได้

ตัวอย่างที่ใช้งานได้จริงคือในเครือข่าย ZWave คุณสามารถค้นพบโหนดทั้งหมดในเครือข่ายของคุณเพื่อให้คอนโทรลเลอร์และโหนดอื่น ๆ สามารถหาเส้นทางที่ดีที่สุดสำหรับข้อความและโหนดใดที่สามารถพูดคุยว่า อุปกรณ์ที่แตกต่าง ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้สามารถมองเห็นในหน้านี้ในส่วนของ "ตาข่ายและสายงานการผลิต"


5

IoT มักใช้ในบริบทของระบบอัตโนมัติในบ้าน (เซ็นเซอร์ประตู, ผนัง, ... ) และพวกเขามักจะห่างกันมากโดยเฉพาะในบ้านหลังใหญ่ ดังนั้นเครือข่ายตาข่ายช่วยให้ objets ครอบคลุมปัญหาระยะทาง

นอกจากนี้อุปกรณ์ IoT เหล่านี้ทั้งหมดต้องใช้พลังงานต่ำดังนั้นพวกเขาจึงไม่ต้องเสียมันในการสื่อสารทางไกล

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.