Zigbee 網路拓撲

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域加入此網路的結點裝置網路位址。

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圖 2.6 Zigbee 星型拓撲架構圖

 樹狀拓撲（Tree Topology）

樹狀拓撲的裝置組合中包含網路協調者、路由器以及節點裝置如圖 2.7 所 示，其中最上層的節點皆為網路協調者，而其底下所有的網路節點可以是路由器 或節點裝置所組成，彼此皆為上下階層關係，也就是所有的網路節點，必頇透過 上層傳送或接收才能與下層節點來通訊，此類型拓撲也稱為叢集型網路。

圖 2.7 Zigbee 樹狀拓撲架構圖

網路協調者 節點裝置

網路協調者 路由器 節點裝置

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 網型拓撲（Mesh Topology）

建立網型拓撲架構僅需要一個網路協調者角色，其餘的周邊裝置可以是相同 的節點裝置角色，以點對點的方式佈署架構，有多重路徑選擇擴增或縮小網路節 點裝置之數量，而裝置與裝置之間可以直接相互傳送或接收來通訊。若當有兩個 節點已超出收訊範圍時，即可利用其他節點裝置將預傳送訊息轉送至終點目標節 點，如圖 2.8 所示。

圖 2.8 Zigbee 網型拓撲架構圖

表 2.3 Zigbee 網路拓樸比較表[15]

Zigbee 網路拓撲

星狀拓撲 (Start Topology)

樹狀拓撲 (Tree Topology)

網型拓撲 (Mesh Topology)

優點 容易同步、低延遲、

易支援低功率操作

路由搜索耗能低、可支援 睡眠機制模式、可支援較 大範圍的網路

支援多點連結、網路型態 能配合極高的可變性、不 易延遲

缺點 只能支援小範圍網路 路由傳送較費時、發生延 遲的機率高

無法支援睡眠機制模 式、路由表的建立很耗 能、路由探索較費時

網路協調者 節點裝置

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在 Zigbee 網路標準的傳輸方法中，定義了兩種網路傳輸模式，分別是無信標網 路（Non-Beacon Network）與有信標網路（Beacon Network）兩種模式[15][28]。透過 此兩種傳輸模式的定義來了解網路協調者與節點裝置之間的傳送與接收方式，並在以 下說明。

 Zigbee 之無信標網路（Non-Beacon Network）

在無信標網路模式中，當資料由節點裝置傳送給網路協調者時，不需等待信 標封包（Beacon），所有的節點裝置必頇依靠載波偵測多重存取技術－碰撞迴避

（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA-CA）機制來競爭 頻道的使用權，當取得使用權時即可開始傳給資料給網路協調者。相同的，當資 料由網路協調者傳送給節點裝置時，也是利用 CSMA/CA 來競爭頻道，再來送 出請求訊息封包給網路協調者，此時當網路協調者有資料送給該裝置時，即送出 回覆訊息將資料傳送給節點裝置，如圖 2.9 所示。

圖 2.9 Zigbee 之無信標網路傳輸模式流程圖

節點裝置 網路協調者

nat 訊息封包

訊息確認封包 節點裝置→網路協調者

網路協調者 nat

節點裝置

請求訊息封包 訊息確認封包

訊息封包 訊息確認封包 網路協調者→節點裝置

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 Zigbee 之有信標網路（Beacon Network）

在有信標的傳輸模式中，當個人無線區域網路（WPAN）建立時，網路協調 者會主動發出信標封包（Beacon），而節點裝置必頇要等待信標封包到達。當資 料由節點裝置傳送給網路協調者時，節點裝置將所接收的信標對做同步化，並使 用載波偵測多重存取技術－碰撞迴避（CSMA-CA）機制來競爭頻道使用權，當 取得使用權時即可開始傳給資料給網路協調者。相同的，當資料由網路協調者傳 送給節點裝置時，接收的信標後先確定網路協調者是否有資料要傳送給它，再利 用 CSMA/CA 來競爭頻道，送出請求訊息封包給網路協調者，此時當網路協調 者有資料送給該裝置時，即會送出回覆訊息將資料傳送給節點裝置，如圖 2.10 所示。

圖 2.10 Zigbee 之有信標網路傳輸模式流程圖

節點裝置 網路協調者

nat

訊息封包 訊息確認封包 節點裝置→網路協調者

信標封包

網路協調者 nat

節點裝置

請求訊息封包 訊息確認封包

訊息封包 訊息確認封包 網路協調者→節點裝置

信標封包

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