Automātiskie tīkli

Jūs esat pavadījis vairākas pēdējās nedēļas nogales, meklējot ideālu lampu, kas padarītu gaišāku viesistabas ēnaino stūri. Kad jūs beidzot to atvedat mājās un pievienojat strāvas avotam, kustības sensoru un gaismas mērītāju tīkls mājā nekavējoties uztver lāpu un ieslēdz to, taču tikai tad, ja ir tumšs un atrodaties istabā. Un, ja nolemjat to nomainīt pret guļamistabā esošo lampu, nekādu problēmu: tīkls to atklās, tiklīdz esat pabeidzis.

Teorētiski sensoru, ierīču un citu ierīču savienošana, lai tās varētu sazināties un strādāt kopā, varētu padarīt dzīvi vieglāku un produktīvāku. Realitāte — vismaz pagaidām — ir tāda, ka šādu tīklu izveide ir dārga un nebūt nav vienkārša, it īpaši, ja tajos ir iesaistīti tūkstošiem vai pat miljoniem komponentu.

Šis stāsts bija daļa no mūsu 2002. gada maija numura

• Skatiet pārējo izdevuma daļu
• Abonēt

Tagad ierīču tīkli, kas paši organizējas, izveidojot savienojumu viens ar otru bezvadu un automātiski, bez cilvēka iejaukšanās, tiek izņemti no pētniecības laboratorijām un nonākuši tirgū. Pirmajā iemiesojumā viņi savienos lielu skaitu sensoru rūpnīcās un rūpnieciskos apstākļos, bet dažu gadu laikā tie pārcelsies uz biroju ēkām, mājām un pat lauksaimniecības laukiem. Uzņēmumi, piemēram, MIT Media Laboratory spinoff Ember, Motorola un Sandjego Sensoria, gatavojas izveidot un pārdot bezvadu radio un mikroshēmas, kas ļaus ierīces, sākot no temperatūras sensoriem līdz sprinkleriem, savienot pašorganizējošos tīklos [ Tehnoloģiju apskats valdes loceklis Roberts Metkalfs ir Ember investors un valdes loceklis. Red.]. Tas patiešām ir vienīgais tīkla veids, kas var darboties daudziem un daudziem maziem objektiem, saka MIT Media Lab pētnieks Maikls Havlijs. Tā sekas patiešām būs tikpat maģiskas kā viss, ko esam redzējuši tehnoloģijā.

Pašorganizējošā tīklā, saka Ember līdzdibinātājs un galvenais tehnoloģiju darbinieks Robs Poors, jūs vienkārši nojaucat šos mezglus, un viņi atklāj viens otru un izdomā, kā atgriezt datus tur, kur vēlaties tos nogādāt. Citiem vārdiem sakot, katrs elements automātiski atpazīst visus citus elementus. Bez jebkādas ārējas palīdzības ierīcēm pēc tam ir jānosaka, kā iegūt datus tur, kur tiem nepieciešams.

Viens no pašizveidojošajiem tīkliem, kas lēnām virzās uz priekšu komerciālos nolūkos, ir Bluetooth bezvadu sistēma. Sākotnēji to izstrādāja mobilo tālruņu ražotājs Ericsson, lai aizstātu kabeļus starp ierīcēm, piemēram, datoriem un printeriem vai mobilajiem tālruņiem un austiņām, un tā ļauj savienot viena ar otru līdz astoņām ierīcēm. Ja jebkura ierīce, kas aprīkota ar zemu izmaksu Bluetooth radio, atrodas aptuveni 10 metru attālumā no jebkura cita Bluetooth iespējota produkta, abas ierīces automātiski izveido savienojumu.

Bluetooth ir diezgan labi izstrādāts tam, kas tam bija paredzēts, proti, ļaut visām ierīcēm, kuras nēsājat līdzi, sarunāties savā starpā, saka Emberas līdzdibinātājs un galvenais zinātnieks Endijs Vīlers. Taču astoņu ierīču ierobežojums un Bluetooth tīkla dizains kavē sistēmas lietderību lietojumprogrammās, kurām nepieciešami simtiem vai tūkstošiem ierīču, kas izvietotas lielā teritorijā.

Lielākā daļa bezvadu tīklu, tostarp Bluetooth un populārie 802.11b Wi-Fi tīkli, ko izmanto, lai savienotu datorus ar internetu, izmanto spieķu un centrmezglu organizāciju, kurā viena ierīce darbojas kā centrālais piekļuves punkts, ar kuru jāsazinās visiem pārējiem tīkla dalībniekiem. tieši. Tas izrādās nepraktiski tādās vietās kā rūpnīcas, kuras ir piepildītas ar mašīnām, biezām betona sienām un citām radio naidīgām lietām. Šeit parādās Ember un līdzīgi tīkla modeļi. Izmantojot Ember tīkla protokolus, radio tīkli izskatās kā tīkls: katra ierīce nekavējoties atpazīst citas tuvumā esošās ierīces un var runāt ar visiem kaimiņiem, nododot datus. Katrs mezgls ir mazliet maršrutētājs, saka Poor. Tas nosūta ziņojumu pareizajā virzienā.

Sākotnējais Ember tīklu pielietojums būs dārgu vadu nomaiņa tādās vietās kā rūpnīcas grīdas. Citas sistēmas izmantošanas iespējas parādīsies, cenām samazinoties. Piemēram, temperatūras, gaismas un kustības sensorus varētu novietot biroju ēkās un savienot ar apgaismojuma un ventilācijas sistēmām. Tīkls pēc tam spētu noteikt, kad cilvēki strādā dažādās ēkas zonās, un ieslēgtu apgaismojumu, apkuri vai dzesēšanu tikai tad, kad tas ir nepieciešams. Tāda pati ideja galu galā tiks piemērota mājas automatizācijai, saka Emberas izpilddirektora pienākumu izpildītājs Adrians Tuks. Tuck min drošības sistēmas kā vēl vienu jaunu lietojumu. Piemēram, tīklā savienoti bioloģisko ieroču sensori, kas izvietoti gaisa kondicionēšanas kanālos visā ēkā vai ūdens attīrīšanas iekārtās, varētu piedāvāt agrīnu brīdinājumu par teroristu uzbrukumu. (skatiet sadaļu Infrastruktūras tīkla izveide, BĒRNI 2001. gada decembris) .

Motorola pētnieki redz arī lauksaimniecības pielietojumu. Mitruma sensorus, kas izvietoti visā laukā, varētu savienot ar apūdeņošanas sistēmām, kas signalizē, ka milzīgie smidzinātāji aktivizējas tikai tad, kad lauka daļa ir sausa, nevis regulāri, tādējādi ietaupot ūdeni un naudu. To pašu shēmu var izmantot piemājas sprinkleru sistēmā.

Pašorganizējošas arhitektūras parādās arī sarežģītākiem tīkliem. IBM Almaden pētniecības centra Sanhosē, Kalifornijā, inženieri izstrādā datu glabāšanas sistēmas prototipu, kas sastāv no kolektīviem inteliģentiem ķieģeļiem: blīvi iepakotas ierīces, no kurām katra sastāv no mikroshēmas, atmiņas un vairākiem cietajiem diskiem. Vairāki simti ķieģeļu tiktu apvienoti, lai izveidotu vienu masīvu uzglabāšanas sistēmu. Programmatūra ļauj ķieģeļiem atpazīt jaunu ķieģeļu pievienošanu un izdomāt labāko veidu, kā nosūtīt datus starp tiem glabāšanai. Tāpat, ja ķieģelis neizdodas, sistēma atrod veidu, kā to apbraukt.

Ķieģeļu sistēmas mērķis ir padarīt krātuves serverus vienkāršākus un lētākus pārvaldībā. Moidins Mohiuddins, laboratorijas uzlaboto uzglabāšanas sistēmu vecākais vadītājs, lēš, ka viens administrators pašlaik var pārvaldīt aptuveni vienu terabaitu jeb vienu triljonu baitu datu. Viņš cer, ka sistēma, kas sastāv no ķieģeļiem, varētu palielināt šo skaitli tūkstoškārtīgi. Moidins saka, ka arhitektūra varētu darboties arī cita veida serveriem un galu galā pat personālajiem datoriem, padarot mājas vai biroja tīkla izveidi tikpat vienkāršu kā iekārtu ieslēgšana.

Pašorganizējošie tīkli, iekļūstot arvien vairāk sistēmās, mainīs mūsu attieksmi pret visu, sākot no datoriem un beidzot ar ierīcēm, padarot tos, ja ne viedākus, tad vismaz noderīgākus. Es domāju, ka [tīkli] parādīsies visdažādākajos radošos veidos, saka MIT Hawley. Rezultāts būs radikāli vienkāršots veids, kā mēs mijiedarbojamies ar mums apkārt esošajām lietām.

Daži uzņēmumi pašorganizējošos tīklos

Uzņēmums Pieteikums Sensoria (Sandjego, Kalifornija) Mājas un biroja ēku automatizācija; automobiļu lietojumprogrammas Motorola (Fīniksa, AZ) Vadu nomaiņa rūpnīcām; mājas un biroju ēku automatizācija Palo Alto pētniecības centrs (Palo Alto, Kalifornija) Militārie pielietojumi un iekšzemes aizsardzības MeshNetworks (Meitlenda, Florida) Mobilo platjoslas balss un datu pakalpojumu mobilo sakaru aizstājējs

paslēpties