Zigbee ist ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, das insbesondere für Anwendungen im Bereich Internet der Dinge (IoT) und Sensornetzwerke genutzt wird. Zigbee verwendet verschiedene Routing-Mechanismen, um die Kommunikation in einem Netzwerk effizient und zuverlässig zu gestalten. Die wichtigsten Routing-Mechanismen von Zigbee sind der hierarchische Baumroutingmechanismus (Tree Routing) und Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV).
1. Baumrouting (Tree Routing): Dieser Mechanismus ist besonders in größeren Netzwerken nützlich, die eine hirarchische Struktur haben. Bei diesem Ansatz wird das Netzwerk als Baum betrachtet, wobei jedes Gerät eindeutig einer Eltern-Kind-Beziehung zugeordnet ist. Das Koordinationsgerät fungiert als Wurzel des Baumes. Datenpakete werden entlang der Baumstruktur weitergeleitet, bis sie das Ziel erreichen. Ein Vorteil dieses Mechanismus ist seine Einfachheit, da er keine komplexen Routingtabellen benötigt. Jedoch kann dieser Mechanismus ineffizient sein, wenn der Baum zu tief ist, da die Daten möglicherweise einen langen Weg zurücklegen müssen.
Beispiel: In einem Smart-Home-System könnte das Koordinationsgerät das Haupt-Hub sein, während Sensoren und Geräte wie Thermostate und Lichtschalter als Knoten fungieren, die miteinander über die Baumstruktur kommunizieren.
2. Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing: AODV ist ein dynamisches Routing-Protokoll, das Pfade zu einem Ziel nur dann ermittelt, wenn diese benötigt werden. Wenn ein Gerät Daten an ein anderes senden möchte, das nicht im lokalen Netzwerk ist, initiiert es eine Route Request (RREQ) Nachricht. Diese Nachricht wird von Gerät zu Gerät weitergeleitet, bis sie das Ziel oder ein Gerät mit einer bekannten Route zum Ziel erreicht. Das Ziel gerät antwortet mit einer Route Reply (RREP) Nachricht, die den Weg zurück zum Ursprung des RREQ markiert. AODV ist besonders nützlich in Netzwerken mit häufig wechselnder Topologie.
Beispiel: Ein Zigbee-basiertes Sensornetzwerk in einem Lagerhaus, in dem sich die Positionen der Sensoren und Maschinen regelmäßig ändern, würde von AODV profitieren, da es eine flexible und anpassungsfähige Methode zur Pfaderstellung bietet.
Zusätzlich zu diesen Hauptmechanismen kann Zigbee auch den many-to-one Routingmechanismus verwenden, der für Szenarien nützlich ist, in denen viele Geräte Daten an ein einziges zentralisiertes Gerät senden müssen, wie bspw. in einem Überwachungsnetzwerk.
Quellen:
- Zigbee Alliance. (n.d.). Zigbee Protocol Specification. Retrieved from [zigbee.org](https://zigbee.org)
- Perkins, C. E., Belding-Royer, E. and Das, S. (2003). Ad hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing. RFC 3561. Retrieved from [ietf.org](https://www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt)
- Callaway, E. H., Gorday, P., Hester, L., et al. (2002). Home Networking with IEEE 802.15.4: A Developing Standard for Low-Rate Wireless Personal Area Networks. IEEE Communications Magazine, vol. 40, no. 8. Retrieved from [ieee.org](https://ieeexplore.ieee.org/document/1024429)
Die genannten Mechanismen tragen dazu bei, dass Zigbee-Netzwerke sowohl robust als auch flexibel sind und eine stabile Kommunikation in verschiedenen Einsatzszenarien gewährleisten.
