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Auswahl der richtigen Mesh Networking-Technologie für Ihre Anwendung

Rob Faludi, Chief Innovation Officer von Digi, erläutert die Stärken und Schwächen von Mesh-Netzwerkprotokollen speziell für Internet-of-Things-Anwendungen (IoT).

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Nov 15, 2016 | Länge: 5:14

Rob Faludi, Chief Innovation Officer von Digi, erläutert die Stärken und Schwächen von Mesh-Netzwerkprotokollen speziell für Internet-of-Things-Anwendungen (IoT).

Bei der Arbeit mit verschiedenen IoT-Anwendungen ist es wichtig, den Unterschied zu kennen zwischen Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzwerke und Maschennetzezusammen mit den Vor- und Nachteilen der verschiedenen Arten von Mesh-Netzwerken wie ZigBee, DigiMesh, und Gewinde.

Transkript

Ich bin Rob Faludi, Chief Innovator bei Digi International.

Und heute werde ich einen Überblick über die verschiedenen Mesh-Netzwerkprotokolle und die Stärken und Schwächen der einzelnen Protokolle auf der Grundlage Ihrer Anwendung geben.

Was ist Mesh Networking?

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 hüpfen, so dass Funkgeräte, die zu weit voneinander entfernt sind, um einander direkt zu hören, trotzdem kommunizieren können. In einem Mesh-Netzwerk wird das Routing vom Protokoll selbst übernommen und Netzwerke können sich automatisch bilden und fixieren. In einem Nicht-Mesh- oder Punkt-zu-Punkt-Netzwerk können Daten zwischen Knoten, die sich gegenseitig hören können, weitergegeben werden, aber niemals an Geräte, die sich außerhalb der direkten Reichweite befinden. Wenn also zum Beispiel dieses Funkgerät 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-Netzwerk ist die Kommunikation im Allgemeinen schneller und einfacher. Sie sind jedoch auf die Reichweite der einzelnen Funkgeräte beschränkt.

In einem Mesh-Netzwerk gibt es keinen Single Point of Failure 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 z. B. dieses Funkgerät mit dem Funkgerät hier oben kommunizieren, aber wenn dieses Funkgerät deaktiviert wird, baut das Netzwerk automatisch eine Route durch ein anderes Funkgerät auf, so dass die Informationen weiterhin ihr Ziel erreichen können.

Mesh-Netzwerke haben jedoch einen Preis. Es gibt eine größere Latenz. Mit anderen Worten, eine längere Verzögerung zwischen dem Senden und Empfangen von Informationen in einigen Fällen und zusätzliche Komplexität bei der Zusammenstellung des Netzwerks. Es sollte also nur dann eingesetzt werden, wenn Sie einen Nutzen daraus ziehen. 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 Mesh-Netzwerken

Die erste ist Zigbee. ZigBee verwendet Funkgeräte, die in verschiedenen definierten Rollen sind. So gibt es Koordinatoren, die das Netzwerk einrichten und dann Routern und Endgeräten erlauben, sich anzuschließen. Router-Funkgeräte, die jeweils vielleicht bis zu 20 oder so Endgeräte unterstützen können und Daten entlang des Netzwerks untereinander weiterleiten können. Schließlich gibt es Endgeräte, die nicht routen und dem Netzwerk über ein übergeordnetes Gerät beitreten müssen, aber die Fähigkeit haben, zu schlafen und Nachrichten zu empfangen, die automatisch an sie gesendet werden, wenn sie aufwachen.

Vorteile von DigiMesh

In DigiMesh können alle Knoten im Netzwerk Daten weiterleiten und tatsächlich kann das gesamte Netzwerk gemeinsam in den Schlaf gehen und aufwachen. Es gibt also keine Eltern-Kind-Beziehungen und es können sehr einfach zusätzliche Router hinzugefügt werden, um die Abdeckung zu erweitern. Das Routing kann auf einzelnen Knoten aktiviert oder deaktiviert werden, sodass das Netzwerk 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 der Betrieb mit geringem Stromverbrauch ist möglich. Außerdem ist es optional mit Verschlüsselung der Bankenklasse ausgestattet. Also, wie wählen Sie?

Wie wählt man die richtige Mesh-Netzwerktechnologie aus?

Einfach ausgedrückt, können Sie sich für ZigBee entscheiden, wenn viele Knoten im Netzwerk 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 möchten. Zum Beispiel Many-to-One-Routing, wenn Sie eine große Anzahl von Endgeräten haben, die aber alle zu einem zentralen Aggregator oder Gateway-Knoten routen, typischerweise um Informationen an das Internet weiterzuleiten.

Wählen Sie 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, immer dann, wenn eine dynamische Rekonfiguration und Optimierung erforderlich ist, immer dann, wenn mehrere Routen zum Internet gewünscht sind. Sie sehen, dass alle Mesh-Netzwerktechnologien und sogar Punkt-zu-Multipunkt-Netzwerke über ein Gateway mit dem Internet verbunden werden können. Im Fall von Thread können Sie jedoch 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, hat Digi International eine wunderbare Bibliothek mit Dokumentationen sowie viele Experten, die Ihnen bei der Auswahl des perfekten Netzwerks für Ihre Anwendungen helfen können.

Danke.