[BLE 5.0] BLE MESH Network 簡介

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在過往的 BLE 應用中, 其網路架構為點對點通訊,
換句話說,  藍牙連線的兩端, 為 master - client 的架構,
對於這樣的通訊連線, 兩個裝置在進行連線的開始,
會先藉由在特定頻帶上的廣播訊息 (advertising), 取得連線的需求,
先交換雙方跳頻序列 (hopping sequence),
為之後展頻通訊進行準備.

考慮到 BLE 的架構, 連線兩端分享共同的 hopping sequence,
在此通訊框架上, 難以擴展成廣播, 或是一對多通訊的模式,
在舊有的 BLE 星狀網路 (star network) 中,
雖然支援一對多的網路架構, 但對 master 節點來說負擔頗重,
對於多個 client 連線時, 也會導致資源分配下降,

在 2017 年, BLE 也提出了 Mesh 的架構,
其主要的想法在於: 透過廣播訊息和 relay 方法,
將傳輸資料從原始節點擴散出去, 如下圖所示:

https://wiki.makerdiary.com/nrf52832-mdk/mesh/

考慮到 BLE 的特性,
我們可以看到所有的節點必須分享相同的 hopping sequence,
同時, 節點 (Ndoe) 透過廣播 (ADV bearer) 將資訊傳出,
接著, 這些資訊再透過 Relay 節點 (Relay Node) 把資訊向外轉傳,
轉傳的數量, 則透過 TTL (time-to-life) 來限制轉傳的次數,
此流程稱為 message flooding.

此方法可以方便的建立一個 BLE 區域網路,
特別適用於智慧家庭等應用環境, 而無須特別針對裝置連線設定,
然而, 另一方面, 則會犧牲了傳送的 throughput,
對於大量的資訊流量而言, 也將因為相同的 hopping sequence,
而產生如 WiFi 般封包碰撞的問題, 而減損的展頻通訊抗干擾的能力,
比較適合 IoT 網路中, 小資訊的資訊 (如: 溫度, 狀態等) 回報.


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