Ich bin Rob Faludi, Chief Innovator bei Digi International.
Heute werde ich einen Überblick über die verschiedenen Mesh-Netzwerkprotokolle und die Stärken und Schwächen der einzelnen Protokolle für Ihre Anwendung geben.
Was ist ein Mesh-Netzwerk?
Was also ist Mesh Networking? Mesh-Netzwerke ermöglichen es Ihnen, die Reichweite des Internet der Dinge-Gerätenetzwerks zu erweitern, indem Sie jedem Gerät oder Knoten in Ihrem Netzwerk erlauben, als Router zu fungieren.
Die Daten können dann von Knoten zu Knoten springen, so dass Funkgeräte, die zu weit voneinander entfernt sind, um einander direkt zu hören, dennoch kommunizieren können. In einem Mesh-Netz wird die Leitweglenkung vom Protokoll selbst übernommen, und die Netze können sich selbständig bilden und fixieren. In einem Nicht-Mesh- oder Punkt-zu-Punkt-Netz können Daten zwischen Knoten, die sich gegenseitig hören können, weitergegeben werden, aber niemals an Geräte, die sich außerhalb der direkten Reichweite befinden. Wenn dieses Funkgerät also beispielsweise mit einem seiner Nachbarn kommunizieren möchte, ist das kein Problem. Aber es hat keine Möglichkeit, mit Geräten zu kommunizieren, die zu weit entfernt sind.
Hier eine kurze Zusammenfassung des Unterschieds zwischen Punkt-zu-Multipunkt- und Mesh-Netzwerken.
Unterschied zwischen Punkt-zu-Multipunkt- und Mesh-Netzwerken
In einem Punkt-zu-Multipunkt-Netz ist die Kommunikation im Allgemeinen schneller und einfacher. Allerdings sind Sie auf die Reichweite der einzelnen Funkgeräte beschränkt.
In einem Mesh-Netzwerk gibt es keinen einzigen Fehlerpunkt, und jedes Funkgerät kann mit jedem anderen Funkgerät im Netzwerk kommunizieren, egal wie weit es entfernt ist, solange es eine gültige Route gibt. So kann zum Beispiel dieses Funkgerät mit diesem Funkgerät hier oben kommunizieren, aber wenn dieses deaktiviert wird, baut das Netzwerk automatisch eine Route durch ein anderes Funkgerät auf, so dass die Informationen immer noch ihr Ziel erreichen können.
Mesh-Netzwerke haben jedoch ihren Preis. Es gibt eine größere Latenzzeit. Mit anderen Worten, in einigen Fällen kommt es zu einer längeren Verzögerung zwischen dem Senden und Empfangen von Informationen, und der Aufbau des Netzwerks ist komplizierter. Es sollte also nur dann eingesetzt werden, wenn es auch einen Nutzen bringt. Sie werden feststellen, dass es mehrere verschiedene Arten von Mesh-Netzwerken gibt. Wir haben hier drei auf der Tafel und ich werde sie nacheinander durchgehen.
Verschiedene Arten von Maschennetzen
Die erste ist Zigbee. ZigBee verwendet Funkgeräte, die verschiedene definierte Rollen einnehmen. So gibt es Koordinatoren, die das Netzwerk einrichten und dann Routern und Endgeräten die Teilnahme ermöglichen. Router-Funkgeräte, die jeweils bis zu 20 oder mehr Endgeräte unterstützen können und die Daten im Netzwerk untereinander weiterleiten können. Schließlich gibt es Endgeräte, die keine Daten weiterleiten und dem Netz über eine übergeordnete Instanz beitreten müssen, die aber die Fähigkeit haben, sich in den Ruhezustand zu versetzen und Nachrichten, die an sie gesendet werden, automatisch zu empfangen, wenn sie aufwachen.
Vorteile von DigiMesh
In DigiMesh können alle Knoten des Netzes Daten weiterleiten, und das gesamte Netz kann gemeinsam in den Ruhezustand gehen und wieder aufwachen. Es gibt also keine Eltern-Kind-Beziehungen, und zusätzliche Router können sehr einfach hinzugefügt werden, um die Abdeckung zu erweitern. Das Routing kann auf einzelnen Knoten aktiviert oder deaktiviert werden, so dass das Netz entsprechend den Anforderungen Ihrer Anwendung eingerichtet werden kann.
Ein Thread-Mesh-Netzwerk basiert auf offenen Standards und IPv6-Internetadressierung. Es schafft ein sicheres und zuverlässiges Mesh ohne Single Point of Failure, mit einfacher Konnektivität und stromsparendem Betrieb. Optional ist auch eine Verschlüsselung der Bankenklasse erhältlich. Wie entscheiden Sie sich also?
Wie wählt man die richtige Mesh-Netzwerktechnologie aus?
Einfach ausgedrückt, können Sie sich für ZigBee entscheiden, wenn viele Knoten im Netz ständig mit Strom versorgt werden sollen, wenn die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Herstellern erforderlich ist, wenn Sie flexible Sicherheitsoptionen benötigen und auch, wenn Sie ein spezielles Routing einrichten wollen. Zum Beispiel Many-to-One-Routing, wenn Sie eine große Anzahl von Endgeräten haben, die aber alle an einen zentralen Aggregator- oder Gateway-Knoten weitergeleitet werden, typischerweise um Informationen an das Internet weiterzuleiten.
Entscheiden Sie sich für DigiMesh, wenn die meisten Ihrer Geräte batteriebetrieben sein müssen, Sie eine wirklich einfache Bereitstellung wünschen und das Routing in Ihrem Netzwerk weitgehend zwischen Peers erfolgt.
Wählen Sie Thread immer dann, wenn Sie umfangreiche Interaktionen mit dem Internet haben werden, wenn eine dynamische Rekonfiguration und Optimierung erforderlich ist, wenn mehrere Routen zum Internet gewünscht werden. Sie sehen, dass zwar alle Mesh-Netzwerktechnologien und sogar Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzwerke über ein Gateway mit dem Internet verbunden werden können, aber im Fall von Thread können Sie mehrere Gateways oder, wie es in Thread heißt, "Grenzrouter" einsetzen, d. h. es gibt keinen einzigen Ausfallpunkt.
Da es sich bei Thread um ein brandneues Protokoll handelt, sollten Sie bedenken, dass Sie die mit einer neuen Technologie verbundenen Risiken auf sich nehmen. Dies war ein sehr kurzer Überblick, aber es gibt noch viel mehr zu wissen. Um mehr zu erfahren, bietet Digi International eine wunderbare Bibliothek mit Dokumentationen und viele Experten, die Ihnen bei der Auswahl des perfekten Netzwerks für Ihre Anwendungen helfen können.
Danke.