استانداردهای اینترنت اشیاء

استانداردهای اینترنت اشیاء

IOT

معمولا با اين سؤال روبه‌رو می‌شويم که با اين همه روش‌های استانداردی که وجود دارد، کدام را بايد انتخاب کنيم؟ زيگبی؟ تِِرِد (Thread)؟ بلوتوث؟ يا تکنولوژی وای‌فای؟ يا حتا لورا (LoRa)؟ يا به‌تر است برای عملياتی شدن نسل پنج (5G) و اينترنت اشياء باند باريک (NB-IoT) صبر کنيم؟

هم‌چه پرسش‌هايی نشانه‌ی سردرگمی‌ست و تا حدی گرايش به اينترنت اشياء را کند می‌کند. بخشی از اين سردرگمی به خاطر اين است که هميشه واضح و مشخص نيست کدام استاندارد مناسب است. علاوه بر اين، بازاری‌ها موقع معرفی يک محصول آن‌چنان ادعاهايی در باره‌ی قابليت‌های تازه‌ی استانداردها مطرح می‌کنند، مثلا زمان واکنش در حد ميلی‌ثانيه، که گويی خيلی اهميت دارند. اين‌طور نيست. خيلی از فعاليت‌ها و کاربردها با زمان واکنش در حد ثانيه صورت می‌پذيرند و هيچ طوری نمی‌شود. حتا در پخش زنده‌ی تله‌ويزيونی ممکن است چند ثانيه‌يی تأخير رخ دهد و هم‌چنان ماهيت پخش زنده‌اش حفظ شود.

بالاخره کسی بايد به اين پرسش پاسخ دهد: «کدام استاندارد را بايد به کار برد؟»

ربط فن‌شناسی و روان‌شناسی

گوشی‌های هم‌راه ما از سه الگوی راديويی: نسل چهارم (4G)، وای‌فای و بلوتوث بهره می‌برند. چرا سه تا؟ چرا يکی يا دو تا يا چهار تا نيست؟ اين امر دليلی دارد که به تکنولوژی مرتبط است و البته به همان اندازه به روان‌شناسی تجربه‌ی ما از محيط زنده‌گی‌مان.

اول، تکنولوژی! سه عامل اصلی در عمل‌کرد يک الگوی راديويی تعيين‌کننده هستند:

• – برد (تا چه فاصله‌يی از ايست‌گاه مبداء می‌توان محموله را ارسال کرد)؛
• – نرخ داده (برای کاربردهايی از انتقال صدای معمولی گرفته تا مشاهده‌ی ويدئو)؛
• – عمر باتری (هر چه طولانی‌تر، به‌تر).

عامل چهارمی هم معمولا در بين است: هزينه! و معلوم است که هر چه بيش‌تر بخواهی پول بيش‌تری هم بايد بدهی. به عبارت ديگر، رسيدن به برد طولانی هزينه را افزايش می‌دهد و به همين ترتيب، نرخ داده‌ی بيش‌تر و عمر طولانی‌تر باتری منجر به افزايش هزينه می‌شوند. از نظر فنی، هر چند هر کاری امکان‌پذير است و می‌توان تنها يک الگوی راديويی داشت، اما اين الزاما مقرون به صرفه نيست.

به يک مثال سرراست توجه کنيد. موقعيتی را تصور کنيد که در حال گوش دادن موسيقی از طريق گوشی هم‌راه‌تان و با استفاده از يک هدفون بی‌سيم بلوتوث هستيد. هدفون مستقيما به گوشی متصل است و به شبکه‌ی سلولی گوشی ارتباطی ندارد. از نظر فنی اين امکان وجود دارد که هم گوشی هم هدفون را به شبکه‌ی سلولی متصل کرد و آن‌گاه موسيقی را از مبداء گوشی هم‌راه‌تان و پس از عبور از شبکه‌ی سلولی به کمک هدفون بشنويد.

و اين هم مثالی ديگر: وقتی که در خانه به کمک چاپ‌گر وای‌فای فرمان چاپ سندی را که در کامپیوترتان باز است، صادر می‌کنيد، چه اتفاقی می‌افتد؟ آيا اطلاعات سند و فرمان چاپ مستقيما از کامپيوتر به چاپ‌گر منتقل می‌شود؟ از نظر فنی به کمک بلوتوث يا اتصال مستقيم وای‌فای اين کار ممکن است، اما اين کار می‌تواند از طريق مسيرياب وای‌فای تعبيه‌شده در خانه انجام شود.

اين کار را به ترتيب آتی هم می‌توان انجام داد: فرمان چاپ را می‌توان به سرويس ابری فرستاد و از آن‌جا فرمان با عبور از يک شبکه‌ی کابلی (يا فيبری) به مسيرياب خانه‌گی و بعد، به صورت بی‌سيم به چاپ‌گر می‌رسد. راه‌های متعددی وجود دارد که می‌توان اين کار را به صورت سيمی و بی‌سيم سامان‌دهی کرد و تا زمانی که اين راه‌ها به نتيجه می‌رسند و کار می‌کنند، همه رضايت خواهند داشت.

و اما دوم، ما چه تجربه‌يی از محيط داريم؟ اين موضوع کم‌تر به تکنولوژی و بيش‌تر به روان‌شناسی ربط دارد. در کوچک‌ترين مقياس، ما يک فضای شخصی را تجربه و حس می‌کنيم. تا حالا شده با کسی گفت‌وگو کنيد که خيلی به صورت شما نزديک می‌شود و از اين وضعيت حس ناخوش‌آيندی داشته باشید؟ اگر آری، می‌فهميد که منظور از فضای شخصی چيست. اين فضا بسته به اين که کجا باشيد و برويد ابعادی متغير و قابل انعطاف دارد. هم‌چنین احساس شما هم نسبت به آن در موقعيت‌های متفاوت فرق می‌کند. مثلا وقتی بين جمعيت در شلوغی مترو هستيد يا زمانی که در رستوران غذا می‌خوريد يا موقعی که در محيط کار مشغول کار هستيد، تصور و تجربه‌ی متفاوتی از فضای شخصی داريد.

اين فضای شخصی دارای زمينه‌های شنيداری و ديداری هم هست. انگار اين فضا يک قلم‌رو شخصی و خصوصی قرار است برای افراد در مقابل دنيای بيرون و اطراف ايجاد کند. همين است که از تعبيرهايی مانند فضای بيرونی و درونی، عرصه‌ی عمومی و خصوصی استفاده می‌کنيم.

از طرفی، اين هم موضوع قابل اعتنايی‌ست که فضای بيرونی و عمومی محل اِعمال قانون از سوی دولت است.

حالا، اين ويژه‌گی‌های مربوط به فضا را به الگوی راديويی برگردانيد. دقت کنيد: يک ارتباط راديويی با بلوتوث در فضای شخصی ما کارآمد است، يک ارتباط رادیويی وای‌فای در محيط خصوصی به کار می‌آيد و ارتباطات راديویی نسل سوم و چهارم و در آينده، نسل پنجم به کار عرصه‌ی عمومی می‌آيند.

انواع استاندارد‌های اینترنت اشیاء.

در دو سه دهه‌ی اخير، تمام استانداردها در نبرد بوده‌اند تا دامنه‌ی کاربرد بيش‌تری پيدا کنند. هنوز هم برخی از اين دعواها ادامه دارد. در باره‌ی شبکه‌های نسل پنج که به عنوان استانداردی برای ارتباطات در عرصه‌ی عمومی در آستانه‌ی فعال شدن هستند، ادعا می‌شود که در فضاهای داخلی به همان قوت کار می‌کند و می‌تواند به طور کامل وای‌فای را پس بزند و کنار بگذارد. در ابتدای ورود تکنولوژی بلوتوث ادعاهای جدی برای جای‌گزينی وای‌فای مطرح شد، اما موفقيتی به دست نيامد و در عوض، با توسعه‌ی وای‌فای و ارائه‌ی راه حل وای‌فای دايرکت (WiFi Direct) به جای‌گاه بلوتوث چشم دوخت. هر چند، اين تلاش نيز چندان موفقيت‌آميز نبود و دامنه‌ی کاربرد وای‌فای دايرکت در ارتباطات بی‌سيم پهپادها يک جای اختصاصی پيدا کرده است.

گسترش مفاهيم به استانداردهای اينترنت اشياء

با درکی که از تفاوت‌های اساسی و کاربردی بسترهای ارتباطی بلوتوث، وای‌فای و شبکه‌های نسل چهارم و نسل پنجم به دست می‌آيد، به ذهنیتی مناسب از تعامل‌های شبکه‌يی می‌توان رسید.

با اين همه، با انبوهی از استانداردهای اينترنت اشياء که با سطح توان پايين کار می‌کنند و پيش رو سر و کله‌شان پيدا شده، چه بايد کرد؟

در گام نخست، چه بسا مناسب است که از وضعیت بازار اين استانداردها سر در بياوريم.

تمرکز اصلی استانداردهای با سطح توان پايين بر مصالحه بين طول عمر زياد باتری‌ و افزايش برد است. دغدغه‌ی اين روی‌کرد اعتنايی به نرخ داده نمی‌کند. معمولا از استانداردهای با سطح توان پايين برای اتصال تجهيزاتی مثل حس‌گرها به اينترنت اشياء به منظور به اشتراک گذاشتن داده‌ها استفاده می‌شود. نرخ داده‌ی لازم برای هم‌چه کاربردهايی کسر کوچکی از آن مقداری‌ست که در کاربردهای متداول اينترنتی مورد نياز است. به اين ترتيب، با کاهش نرخ داده زمينه‌ی افزايش عمر باتری فراهم می‌شود.

استانداردهای با سطح توان پايين در بردهای محلی و وسيع و برای کاربرد تجهيزات شخصی فضای رقابتی قابل توجهی شکل می‌دهند:

• – در کاربرد تجهيزات شخصی، تکنولوژی بلوتوث کم‌توان سهم عمده‌ی بازار را در اختیار دارد.
• – در محدوده‌‌های خصوصی و ارتباطات محلی، مثل خانه‌ها و دفاتر کار، استاندارد زیگبی (که در واقع زیرشاخه‌یی کم‌توان از استاندارد وای‌فای است) دست بالا را دارد.
• – در فضای عمومی و شبکه‌های وسیع اقبال به استاندارد NB-IoT (اینترنت اشياء باند باريک) به عنوان جزئی از شبکه‌های نسل چهار و پنج قابل اعتناست.

با اين اوصاف، پاسخ به پرسش در باره‌ی چشم‌انداز استانداردها در بازار و صنعت ممکن می‌شود و بحث در اين باره به سرانجامی می‌رسد و اين تضادی با در اختيار بودن هر سه بستر روی گوشی‌های هوشمندمان ندارد.