وبلاگ در باره شبکه های میش باعث افزایش قابلیت اطمینان در اتصال می شوند

در دنیای اینترنت اشیا (IoT)، اتصال از اهمیت بالایی برخوردار است. با این حال، معماری‌های شبکه متمرکز سنتی اغلب برای برآورده کردن نیازهای رو به رشد تکثیر دستگاه، محیط‌های پیچیده و الزامات قابلیت اطمینان بالا تلاش می‌کنند. یک میدان کشاورزی وسیع پر از حسگرهای رطوبت خاک را تصور کنید که به خطوط اختصاصی گران قیمت متکی نیستند، بلکه مانند یک تیم کاملاً هماهنگ کار می کنند و قبل از رسیدن به ابر، داده ها را بین خود ارسال می کنند. این نمونه ای از پتانسیل قدرتمند شبکه های مش در برنامه های IoT است.

شبکه‌های مش که به عنوان شبکه‌های مش بی‌سیم نیز شناخته می‌شوند، یک معماری ارتباطی غیرمتمرکز را نشان می‌دهند که در آن چندین دستگاه (یا گره‌ها) برای مسیریابی داده‌ها از نقطه‌ای به نقطه دیگر با یکدیگر همکاری می‌کنند. هر گره می‌تواند با گره‌های همسایه ارتباط برقرار کند، و به داده‌ها اجازه می‌دهد تا از طریق شبکه به مقصد برسند. این ساختار وابستگی به یک نقطه دسترسی را حذف می‌کند، و به شبکه‌های مش قابلیت‌های خودترمیمی و انعطاف‌پذیری استثنایی می‌دهد – به ویژه برای سیستم‌های اینترنت اشیا که در محیط‌های چالش‌برانگیز یا از راه دور کار می‌کنند.

شبکه مش یک توپولوژی است که در آن هر دستگاه (گره) می تواند مستقیماً با چندین دستگاه دیگر ارتباط برقرار کند. بر خلاف شبکه های سنتی ستاره یا درخت، شبکه های مش فاقد گره مرکزی یا ستون فقرات هستند. در عوض، هر گره به عنوان یک روتر عمل می کند و بسته ها را تا رسیدن به مقصد به گره بهینه بعدی ارسال می کند. این معماری توزیع شده چندین ویژگی کلیدی را ارائه می دهد:

• خود درمانی:اگر یک گره از کار بیفتد یا یک پیوند شکسته شود، شبکه به طور خودکار ترافیک را تغییر مسیر می دهد تا تداوم داده ها را حفظ کند.
• قابلیت اطمینان بالا:چندین مسیر موجود شبکه را در برابر خرابی های تک نقطه ای مقاوم می کند.
• مقیاس پذیری:گره ها را می توان بدون تأثیر قابل توجهی بر عملکرد کلی شبکه اضافه یا حذف کرد.
• انعطاف پذیری:سازگار با محیط های مختلف، از جمله زمین های پیچیده و ساختمان ها.

یک شبکه مش کاملاً کاربردی معمولاً از سه نوع گره تشکیل می شود:

برخلاف شبکه‌های سنتی با نقاط شکست، شبکه‌های مش ترافیک را در مسیرهای متعدد توزیع می‌کنند. اگر یک گره از کار بیفتد، شبکه به صورت پویا از طریق گره های مجاور موجود تغییر مسیر می دهد. این باعث می شود شبکه های مش برای محیط هایی با نوسانات سیگنال یا انسداد فیزیکی ایده آل باشند. مزایای کلیدی عبارتند از:

• قابلیت خوددرمانی:سازگاری خودکار با خرابی گره یا سیگنال
• دامنه گسترده:دستگاه های فراتر از پوشش دروازه همچنان می توانند داده ها را انتقال دهند
• استقرار انعطاف پذیر:اضافه کردن یا جابجایی آسان دستگاه ها بدون پیکربندی مجدد زیرساخت
• بهره وری انرژی:نقاط انتهایی با تکیه بر رله‌ها برای انتقال داده، انرژی را حفظ می‌کنند
• صرفه جویی در هزینه:کاهش نیاز به زیرساخت WAN یا رادیوهای دوربرد

شبکه های مش علیرغم مزایایی که دارند، با چندین چالش روبرو هستند:

• تأخیر:مسیریابی چند هاپ ممکن است باعث تأخیر در انتقال شود
• توان عملیاتی داده:پهنای باند محدود نامناسب برای کاربردهای با ظرفیت بالا
• توزیع برق:گره های رله معمولاً به منابع تغذیه پایدار نیاز دارند
• پیچیدگی شبکه:به برنامه ریزی دقیق مسیریابی و نقش گره ها در استقرار متراکم نیاز دارد

شبکه های مش معمولاً از این پروتکل های بی سیم کوتاه برد استفاده می کنند:

• زیگبی:پروتکل کم مصرف و با نرخ پایین برای خانه های هوشمند و اتوماسیون صنعتی
• موضوع:پروتکل مبتنی بر IPv6 برای اتصالات دستگاه خانه هوشمند قابل اعتماد
• مش بلوتوث:پروتکل مبتنی بر بلوتوث برای روشنایی هوشمند و ردیابی دارایی
• مش LoRa:پروتکل دوربرد و کم مصرف برای برنامه های IoT
• Wi-SUN:پروتکل مبتنی بر IEEE 802.15.4g برای اندازه گیری و شبکه های هوشمند

شبکه‌های مش پایه‌ای محکم و انعطاف‌پذیر برای ساختن سیستم‌های IoT محلی مقیاس‌پذیر، انعطاف‌پذیر و کم‌مصرف انرژی فراهم می‌کنند. شبکه‌های مش با تعریف واضح نقش‌ها برای دروازه‌ها، رله‌ها و نقاط پایانی، معماری‌های توزیع‌شده‌ای ایجاد می‌کنند که در محیط‌های چالش برانگیز یا در مقیاس بزرگ رشد می‌کنند. هنگامی که شبکه‌های مش با سرویس‌های ابری یکپارچه می‌شوند، بخشی از استراتژی‌های اتصال جامع از حسگرها تا ابر می‌شوند.

با پیشرفت فناوری و کاهش هزینه‌ها، شبکه‌های مش نقش حیاتی فزاینده‌ای در بین صنایع ایفا خواهند کرد و به طور بالقوه سنگ بنای اتصال اینترنت اشیا خواهند شد. توانایی آن‌ها در تغییر شکل پارادایم‌های اتصال فرصت‌های جدیدی را برای شهرهای هوشمند، اتوماسیون صنعتی، کشاورزی دقیق، و نظارت بر محیط‌زیست ایجاد می‌کند - آغازگر عصر جدیدی از هوش توزیع‌شده.