Zigbee è uno standard di comunicazione wireless utilizzato principalmente in sistemi a corto raggio e a bassa velocità, come le reti di sensori domestici, l’automazione industriale e le smart grid. Un aspetto chiave del protocollo Zigbee è l’efficienza e l’affidabilità dei suoi meccanismi di routing. Zigbee utilizza diversi meccanismi di routing per garantire che i dati vengano consegnati in modo efficiente attraverso la rete.
Uno dei principali meccanismi di routing utilizzati in Zigbee è il routing gerarchico ad albero. In questo tipo di router, ogni dispositivo nella rete ha un genitore e può avere più figli. La rete è strutturata in una gerarchia in cui i dati vengono inoltrati lungo un percorso predefinito che segue la struttura dell’albero. Questo meccanismo è particolarmente utile in reti dove la topologia è relativamente statica e i cambiamenti sono rari.
Ecco un esempio pratico: Immagina una rete domestica Zigbee con un coordinatore, diversi router e dispositivi finali. Ogni router mantiene una connessione ai dispositivi finali e inoltra i dati al coordinatore seguendo la gerarchia dell’albero. Questo metodo riduce il carico di routing e semplifica la gestione della rete, ma potrebbe non essere ottimale in ambienti dinamici dove la posizione dei dispositivi può cambiare frequentemente.
Un altro meccanismo di routing utilizzato da Zigbee è il routing AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector). In questo metodo, i percorsi vengono determinati su richiesta solo quando è necessario trasmettere dati a un dispositivo specifico. Quando un nodo deve inviare dati, invia una richiesta di percorso che attraversa la rete fino a raggiungere la destinazione. Quando la destinazione risponde, viene stabilito un percorso temporaneo che può essere utilizzato per la trasmissione dei dati. Questo metodo è più dinamico e può adattarsi meglio a cambiamenti frequenti nella topologia della rete.
Per esempio, in un’installazione industriale, i dispositivi sensori potrebbero essere spostati o riconfigurati spesso. Il routing AODV consente di trovare percorsi ottimali al momento dell’invio dei dati, riducendo al minimo il rischio di rottura dei percorsi e migliorando l’efficienza complessiva della rete.
Zigbee può anche utilizzare il routing mesh, in cui ogni dispositivo nella rete può agire come router, inoltrando i dati ad altri dispositivi nei suoi dintorni. Questa topologia è particolarmente robusta poiché offre multiple strade alternative per la trasmissione dei dati, aumentando la resilienza della rete ai guasti dei singoli nodi o a interferenze ambientali.
Per esempio, in una rete di sensori ambientali in una foresta, i dati raccolti dai sensori più lontani possono passare attraverso diversi punti di relay prima di raggiungere una stazione base centrale. Se un nodo centrale dovesse fallire o perdere la connessione, altri nodi possono riallocare automaticamente i percorsi per garantire che i dati continuino a essere trasmessi.
Le fonti per la costruzione di questa risposta includono documentazione ufficiale Zigbee, articoli accademici sulla tecnologia Zigbee e libri di testo su reti wireless e protocolli di routing:
1. “Zigbee Specification” – Zigbee Alliance
2. “Wireless Sensor Networks” by Ian F. Akyildiz and Mehmet Can Vuran
3. “Ad Hoc & Sensor Networks: Theory and Applications” by Carlos Corderio and Dharma P. Agrawal
4. Articoli accademici nelle riviste IEEE Transactions on Wireless Communications e IEEE Communications Surveys & Tutorials
