Mesh-Network-Protokoll NeoMesh von NeoCortec Das sind die Vorteile eines Low Power ad hoc Mesh Networks

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Generell ist das Wireless Mesh Networking Protocol ein Paradigmenwechsel gegenüber herkömmlichen Netzwerkarchitekturen. Insbesondere stromsparende IoT-Vernetzungen lassen sich damit perfekt realisieren.

Im Gegensatz zur traditionellen Lösung mit einem zentralen Netzwerkmanager, der die Kommunikation zwischen den Knoten steuert, verwendet das Mesh-Network-Protokoll NeoMesh von NeoCortec autonome intelligente Knoten als Backbone.

Diese Funktion ermöglicht es jedem Knoten, als unabhängige Einheit zu agieren und erleichtert die direkte Kommunikation zwischen den Knoten, ohne dass eine zentrale Instanz erforderlich ist. Das Ergebnis ist ein einheitliches Netz, das einfach funktioniert, egal wie groß oder komplex es wird.

Wenn zusätzliche Knoten dem Netz beitreten, schließen sie sich neue Geräte selbstständig und nahtlos an die vorhandenen Knoten an (Ad-Hoc). Dadurch werden die Abdeckung und Leistung des Netzes gestärkt und ein zusammenhängendes Kommunikationsnetz geschaffen, das große Entfernungen überbrücken kann. Unabhängig davon, ob Knoten hinzugefügt, entfernt oder neu positioniert werden, bleibt das Netzwerk robust und voll funktionsfähig, sodass eine ununterbrochene Konnektivität für alle Geräte und Benutzer gewährleistet ist.

Zeitsynchronisiertes Protokoll

Das NeoMesh-Netzwerk von NeoCortec folgt einem zeitsynchronisierten Protokoll, bei dem die Knoten sich über einen Beacon-Scan innerhalb eines zufälligen, aber untereinander synchronisierten Zeitfensters periodisch synchronisieren. Dadurch werden Daten nur innerhalb vordefinierter Zeiträume gesendet und empfangen sowie möglichst viele Geräte gleichzeitig adressiert. Die meiste Zeit, insbesondere ohne dieses Beacon-Interrupt, verbringen die Geräte im Ruhezustand (Sleep mode). Dieser architektonische Ansatz gewährleistet einen äußerst vorhersehbaren und sehr niedrigen Stromverbrauch für jeden Knoten im Netzwerk.

Alle Knoten brauchen nahezu die gleiche Menge an Strom, sodass jeder Netzwerkknoten mit kleinen Batterien viele Jahre lang effizient arbeiten kann. Die Module in einem Sensornetzwerk haben eine typische Lebensdauer von sieben Jahren mit zwei AA-Batterien. Für spezielle Anwendungen, in denen Geräte besonders lange Batterielebenszeiten benötigen oder Nachrichten geplant gesendet werden müssen, beispielsweise wöchentlich, wurde ein spezieller Tiefschlafmodus entwickelt (Hibernation). Dadurch lässt sich die Batterielebenszeit weiter optimieren.

Protokoll für drahtlose Ad-hoc-Mesh-Netzwerke mit niedrigem Stromverbrauch

Das NeoCortec-Protokoll für drahtlose Ad-Hoc-Mesh-Netzwerke mit niedrigem Stromverbrauch ist mit Modulen für 2,4-GHz- und Sub-1-GHz-Frequenzbänder erhältlich. Es ermöglicht die Verbindung zu schwer zugänglichen Geräten, z.B. im Keller und kann durch einen Multihop-Ansatz ein großes geografisches Gebiet abdecken. Das selbstheilende Ad-hoc-Netz besitzt eine hohe Zuverlässigkeit für den Empfang von Paketen bei einem geringen Paketverlust, in dem die Nachricht als „Ackknowledged Message“ mit Rückverfolgung und Empfangsbestätigung sicher ankommt.

Im Falle einer einfachen Nachricht oder zum Einsparen der Datenrate ist auch ein Modus für nicht-zurückbestätigte Nachrichten einstellbar. Dabei wird weiterhin hohe Zuverlässigkeit garantiert, indem Nachrichten sofern der schnellste oder letzte Pfad nicht verfügbar sind, den nächst besten Pfad nutzen. Das dynamische Mesh-Netzwerk arbeitet in Echtzeit.

Vorkehrungen für die Sicherheit

Auch für die Sicherheit hat NeoCortec Vorkehrungen getroffen. Die gesamte Kommunikation, nicht nur Nutzdaten, sondern die gesamte geplante Datenübertragung sowie die Beacon-Übertragung ist AES128 verschlüsselt. Der gesamte Mesh-Aufbau ist WES (Wireless Encrypted Setup) verschlüsselt. Über die API UART Schnittstelle können neue Knotenpunkte in das verschlüsselte Netzwerk eingebunden werden, oder Parallelnetzwerke aufgebaut werden. Aufgrund der einzigartigen Nachrichtenstruktur ist der parallelbetrieb mit einer hohen Anzahl an Geräten ohne Interferenz möglich. Es können bis zu 65.000 Knoten im selben Netzwerk betrieben werden.

Reibungslose Produktentwicklung und kürzere Markteinführungszeiten

Das Netzwerk ist für eine reibungslose Produktentwicklung und kürzere Markteinführungszeiten gedacht, da es einfach aufzubauen, zu integrieren, zu ändern und durch die einfache Skalierbarkeit zu erweitern ist. Es gibt keine versteckten Kosten für Lizenzen oder Allianzen, NeoMesh-Netzwerke sind abonnementfrei. Dabei bedeuten keine wiederkehrenden Gebühren, dass der Betrieb des Netzwerks vollständig in eigener Hand liegt. Es ist auf NeoCortec-Modulen oder als Lizenzmodul zur Integration auf eigenen Leiterplatten erhältlich.

Anwendungen:

• Drahtlose Sensornetzwerke,

• automatische Zählerablesung,

• erweiterte Zählerinfrastruktur,

• mobile Ad-hoc-Netzwerke, in der Haussteuerung und Gebäudeautomation, industriellen Automatisierung, Alarm- und Sicherheitssystemen und landwirtschaftlichen sowie forstwirtschaftlichen Überwachung.

NeoCortec wurde 2008 gegründet und hat seinen Sitz in Kopenhagen – Dänemark. Das Unternehmen ist Innovator und Anbieter von Ultra Low Power Wireless Mesh Networks Lösungen. Das Hauptaugenmerk von NeoCortec liegt auf ihren Mesh-Netzwerken, die auf ihrem selbst entwickelten Mesh-Protokoll basieren und mit 868 MHz, 915 MHz oder 2,5 GHz betrieben werden können. Ihre Kerntechnologie ist in den wichtigsten Märkten patentiert.

Dieser Beitrag stammt von unserem Schwesterportal Elektronikpraxis.

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