บทแนะนำนี้ครอบคลุมพื้นฐานของเครือข่ายเมช Zigbee รวมถึงคุณสมบัติ ข้อดี และข้อเสีย นอกจากนี้ยังมีลิงก์ไปยังบทแนะนำอื่น ๆ เกี่ยวกับ Zigbee เพื่อให้สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้

โทโพโลยีเครือข่าย: แบบดาว แบบต้นไม้ และแบบเมช

รูปที่ 1 แสดงประเภทโทโพโลยีเครือข่ายที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ แบบดาว แบบต้นไม้ และแบบเมช

รูปนี้แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบของ Zigbee เช่น ตัวประสานงาน (Coordinator) เราเตอร์ (Router) และอุปกรณ์ปลายทาง (End Devices) เชื่อมต่อกันอย่างไรในโทโพโลยีเครือข่ายแต่ละรูปแบบเหล่านี้

ในเครือข่ายเมช โดยทั่วไปแต่ละโหนดจะทำหน้าที่ส่งต่อหรือกำหนดเส้นทางข้อมูลจนกว่าข้อมูลจะไปถึงโหนดปลายทาง ทำให้เครือข่ายเมชเป็นโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการกำหนดเส้นทางข้อมูล แต่ละโหนดจะทำงานร่วมกับโหนดอื่น ๆ เพื่อให้การกระจายข้อมูลเป็นไปอย่างทั่วถึง

ข้อดีของเครือข่ายเมชมีดังนี้:

• ระยะครอบคลุมที่เพิ่มขึ้น: ข้อมูลสามารถส่งต่อจากโหนดหนึ่งไปยังอีกโหนดหนึ่งได้ ทำให้ขยายระยะครอบคลุมของเครือข่ายได้อย่างง่ายดาย
• การเพิ่มโหนดทำได้ง่าย: สามารถเพิ่มโหนดใหม่เข้าสู่เครือข่ายได้อย่างง่ายดาย
• การซ่อมแซมตัวเอง: ในกรณีที่โหนดขัดข้องหรือการเชื่อมต่อขาดหาย ข้อมูลสามารถกำหนดเส้นทางผ่านโหนดอื่นที่ยังทำงานได้ตามปกติ

เนื่องจาก Zigbee รองรับโทโพโลยีแบบเมชระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ จึงกลายเป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับระบบเครือข่ายเมชไร้สาย โดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่มีอัตราการรับส่งข้อมูลต่ำและใช้พลังงานต่ำ

พื้นฐานของเครือข่ายเมช Zigbee

รูปที่ 2 แสดงเครือข่ายเมช Zigbee แบบง่าย ซึ่งประกอบด้วยตัวประสานงาน เราเตอร์ และอุปกรณ์ปลายทาง ทุกโหนดสามารถส่งและรับข้อมูลได้ แต่แต่ละโหนดมีบทบาทเฉพาะดังนี้:

• ตัวประสานงาน (Coordinator): ต้องใช้ตัวประสานงานเพียงหนึ่งตัวในการสร้างเครือข่าย Zigbee โดยตัวประสานงานจะจัดเก็บข้อมูลสำคัญทั้งหมดเกี่ยวกับเครือข่าย รวมถึงคีย์เข้ารหัส
• เราเตอร์ (Routers): เป็นโหนดตัวกลางที่ทำหน้าที่ส่งต่อข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ
• อุปกรณ์ปลายทาง (End Devices): แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ อุปกรณ์ฟังก์ชันลดรูป (Reduced Function Devices: RFDs) และอุปกรณ์ฟังก์ชันเต็มรูปแบบ (Full Function Devices: FFDs) RFD ไม่สามารถส่งต่อข้อมูลได้ และจะสื่อสารกับอุปกรณ์แม่ (เราเตอร์/ตัวประสานงาน) เพื่อให้ช่วยส่งต่อข้อมูล ในทางกลับกัน FFD สามารถส่งต่อข้อมูลได้ โดยทั่วไปเครือข่ายเมช Zigbee จะใช้ FFD

Zigbee เป็นมาตรฐานเปิด ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์จากผู้ผลิตหลายรายสามารถทำงานร่วมกันได้

คุณสมบัติของเครือข่ายเมช Zigbee

ตารางต่อไปนี้แสดงคุณสมบัติหลักของเครือข่ายเมช Zigbee:

DigiMesh

Digi International ได้พัฒนาโปรโตคอลเมชแบบกรรมสิทธิ์เฉพาะที่อิงตาม Zigbee ซึ่งเรียกว่า “DigiMesh” เครือข่ายนี้มีทั้งข้อดีและข้อเสียเมื่อเทียบกับเครือข่ายเมชมาตรฐานของ Zigbee DigiMesh รองรับฟังก์ชันการเข้าสู่โหมดพักสำหรับทุกโหนด ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานแบตเตอรี่และยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่