অদৃশ্য মহাসড়ক নেভিগেট করা: সেন্সর নেটওয়ার্কের জন্য ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন প্রোটোকলের গভীরে ডুব

আমাদের ক্রমবর্ধমানভাবে সংযুক্ত বিশ্বে, একটি অদৃশ্য বিপ্লব চলছে। এটি এমন একটি জগৎ যা ক্ষুদ্র, বুদ্ধিমান সেন্সর দ্বারা চালিত হয় যা টোকিওর একটি সেতুর কাঠামোগত অখণ্ডতা থেকে ক্যালিফোর্নিয়ার একটি দ্রাক্ষাক্ষেতের মাটির আর্দ্রতা, সিঙ্গাপুরের মতো একটি স্মার্ট শহরের বাতাসের গুণমান থেকে বার্লিনের একটি হাসপাতালের একজন রোগীর গুরুত্বপূর্ণ লক্ষণ সবকিছু নিরীক্ষণ করে। এই বিশাল, আন্তঃসংযুক্ত সিস্টেমগুলি, যা ওয়্যারলেস সেন্সর নেটওয়ার্ক (WSN) নামে পরিচিত, ইন্টারনেট অফ থিংসের (IoT) কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র গঠন করে। কিন্তু কীভাবে এই বিলিয়ন বিলিয়ন ডিভাইস একে অপরের সাথে এবং মেঘের সাথে কথা বলে? উত্তরটি ওয়্যারলেস কমিউনিকেশন প্রোটোকলের একটি জটিল এবং আকর্ষণীয় জগতে নিহিত – অদৃশ্য মহাসড়ক যা আমাদের ডেটা বহন করে।

একটি IoT সমাধান ডিজাইন করার সময় সঠিক প্রোটোকল নির্বাচন করা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সিদ্ধান্তগুলির মধ্যে একটি। এটি সবকিছুকে প্রভাবিত করে: ব্যাটারির আয়ু, কার্যকরী পরিসীমা, ডেটার গতি, নেটওয়ার্কের আকার, নিরাপত্তা এবং শেষ পর্যন্ত, মালিকানার মোট খরচ। এই গাইডটি সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য ওয়্যারলেস যোগাযোগ প্রোটোকলের একটি বিস্তৃত অনুসন্ধান প্রদান করে, যা প্রকৌশলী, ডেভেলপার এবং সিদ্ধান্ত গ্রহণকারীদের এই জটিল ল্যান্ডস্কেপ নেভিগেট করতে সাহায্য করে যাতে শক্তিশালী, দক্ষ এবং মাপযোগ্য সেন্সর নেটওয়ার্ক তৈরি করা যায়।

WSN-এ প্রোটোকল স্ট্যাক বোঝা

নির্দিষ্ট প্রোটোকলে ডুব দেওয়ার আগে, এটা বোঝা অপরিহার্য যে ওয়্যারলেস যোগাযোগ একটি একশিলা সত্তা নয়। এটি স্তরগুলিতে গঠিত, যা প্রায়শই ওপেন সিস্টেম ইন্টারকানেকশন (OSI) মডেলের মতো মডেলগুলির মাধ্যমে ধারণা করা হয়। WSN-এর জন্য, একটি সরলীকৃত স্ট্যাক প্রায়শই আরও ব্যবহারিক, তবে মূল ধারণাটি একই থাকে: প্রতিটি স্তর একটি নির্দিষ্ট কাজ পরিচালনা করে, উপরের এবং নীচের স্তরগুলি থেকে এর জটিলতা বিমূর্ত করে।

আমাদের উদ্দেশ্যে, আমরা ওয়্যারলেস সংযোগের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ স্তরগুলির উপর মনোযোগ দেব:

• ফিজিক্যাল লেয়ার (PHY): এটি সর্বনিম্ন স্তর, যা এয়ারওয়েভের মাধ্যমে কাঁচা বিটগুলির প্রকৃত সংক্রমণের জন্য দায়ী। এটি ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড (যেমন, ২.৪ GHz, ৮৬৮ MHz), মডুলেশন কৌশল এবং ডেটা হারের মতো প্যারামিটারগুলি সংজ্ঞায়িত করে।
• ডেটা লিঙ্ক লেয়ার (MAC): মিডিয়া অ্যাক্সেস কন্ট্রোল (MAC) লেয়ার ডিভাইসগুলি কীভাবে শেয়ার্ড ওয়্যারলেস মাধ্যম অ্যাক্সেস করে তা পরিচালনা করে, ত্রুটি সনাক্তকরণ এবং সংশোধন পরিচালনা করে এবং ডেটা প্যাকেটগুলি ফ্রেম করে। এখানেই 'নিম্ন-শক্তি জাদু'র অনেক কিছু ঘটে।
• নেটওয়ার্ক লেয়ার: এই স্তরটি তাদের উত্স থেকে তাদের গন্তব্যের ডেটা প্যাকেটগুলি রুট করার জন্য দায়ী, যা জটিল মাল্টি-হপ নেটওয়ার্কগুলিতে বিশেষত গুরুত্বপূর্ণ যেমন মেশ টপোলজি।

বিদ্যুৎ-সমৃদ্ধ পরিবেশের জন্য ডিজাইন করা ঐতিহ্যবাহী ইন্টারনেট প্রোটোকলগুলির বিপরীতে, WSN প্রোটোকলগুলি একটি অনন্য সেট সীমাবদ্ধতার চারপাশে তৈরি করা হয়েছে: দীর্ঘ ব্যাটারি লাইফের জন্য অত্যন্ত কম বিদ্যুত খরচ, সেন্সর নোডগুলিতে সীমিত প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা এবং মেমরি, ডেটা ক্ষতির সহনশীলতা এবং সম্ভাব্য হাজার হাজার বা লক্ষ লক্ষ ডিভাইসে স্কেল করার প্রয়োজনীয়তা।

একটি প্রোটোকল বেছে নেওয়ার মূল বিষয়গুলি

একটি একক 'সেরা' প্রোটোকল নেই। সর্বোত্তম পছন্দ সর্বদা একটি আপস, যা অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তাগুলিকে ভারসাম্যপূর্ণ করে। এখানে বিবেচনা করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলি হল:

পরিসীমা

আপনার সংকেতগুলি কতদূর যেতে হবে? এটি প্রথম এবং সবচেয়ে মৌলিক প্রশ্ন। প্রোটোকলগুলি সাধারণত পরিসীমা দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

• স্বল্প-পরিসীমা (100 মিটারের নিচে): ব্যক্তিগত এলাকা নেটওয়ার্ক (PAN) এবং স্মার্ট হোম, ফ্যাক্টরি ফ্লোর বা পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলির মতো স্থানীয় পরিবেশের জন্য আদর্শ। উদাহরণস্বরূপ BLE এবং Zigbee অন্তর্ভুক্ত।
• মধ্য-পরিসীমা (1 কিলোমিটার পর্যন্ত): ক্যাম্পাস-ব্যাপী বা বিল্ডিং-টু-বিল্ডিং সংযোগের জন্য উপযুক্ত। ওয়াই-ফাই হ্যালো এই বিভাগে ফিট করে।
• দীর্ঘ-পরিসীমা (1 থেকে 10+ কিলোমিটার): স্মার্ট শহর, কৃষি এবং লজিস্টিক্সে ব্যবহৃত লো-পাওয়ার ওয়াইড-এলাকা নেটওয়ার্কগুলির (LPWAN) জন্য অপরিহার্য। উদাহরণস্বরূপ LoRaWAN এবং NB-IoT অন্তর্ভুক্ত।

ডেটা রেট (ব্যান্ডউইথ)

আপনার কত ডেটা পাঠাতে হবে এবং কত ঘন ঘন? ডেটা রেট, পরিসীমা এবং বিদ্যুত ব্যবহারের মধ্যে একটি সরাসরি বাণিজ্য-বন্ধ আছে।

• কম ডেটা রেট (kbps): তাপমাত্রা রিডিং, একটি দরজার অবস্থা, বা একটি GPS কোঅর্ডিনেটের মতো ছোট, কম ঘন ঘন প্যাকেট পাঠানোর জন্য যথেষ্ট। বেশিরভাগ LPWAN এবং স্বল্প-পরিসীমা IoT প্রোটোকল এখানে কাজ করে।
• উচ্চ ডেটা রেট (Mbps): একটি নিরাপত্তা ক্যামেরা থেকে ভিডিও স্ট্রিমিং বা বৃহৎ ফার্মওয়্যার আপডেটের জন্য স্থানান্তর করার জন্য প্রয়োজনীয়। ওয়াই-ফাই এই স্থানে প্রভাবশালী প্রোটোকল।

বিদ্যুৎ ব্যবহার

ব্যাটারি-চালিত সেন্সরগুলির জন্য, এটি প্রায়শই সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। লক্ষ্য সাধারণত কয়েক বছরের ব্যাটারি লাইফ অর্জন করা। WSN-এর জন্য ডিজাইন করা প্রোটোকলগুলি বিভিন্ন পাওয়ার-সেভিং কৌশল ব্যবহার করে, যেমন গভীর-ঘুম মোড, ন্যূনতম ট্রান্সমিশন সময় এবং দক্ষ MAC স্তর।

নেটওয়ার্ক টপোলজি

ডিভাইসগুলি কীভাবে সংগঠিত হবে এবং একে অপরের সাথে যোগাযোগ করবে?

• স্টার টপোলজি: সমস্ত নোড সরাসরি একটি কেন্দ্রীয় গেটওয়ের সাথে সংযোগ করে। এটি নোডের জন্য সহজ এবং পাওয়ার-দক্ষ কিন্তু একটি একক ব্যর্থতার বিন্দু রয়েছে এবং গেটওয়ের নাগালের দ্বারা সংজ্ঞায়িত সীমিত পরিসীমা রয়েছে। LoRaWAN এবং NB-IoT এটি ব্যবহার করে।
• মেশ টপোলজি: নোডগুলি একে অপরের সাথে যোগাযোগ করতে পারে, গেটওয়ের সরাসরি সীমার বাইরে থাকা নোডগুলির জন্য বার্তাগুলি রিলে করে। এটি একটি স্থিতিস্থাপক, স্ব-নিরাময় নেটওয়ার্ক তৈরি করে যা বৃহৎ, জটিল এলাকা কভার করতে পারে। Zigbee এবং Z-Wave প্রধান উদাহরণ।
• পিয়ার-টু-পিয়ার: ক্লাসিক ব্লুটুথে দেখা যায়, ডিভাইসগুলি একটি কেন্দ্রীয় হাব ছাড়াই সরাসরি একে অপরের সাথে সংযোগ করতে পারে।

মাপযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা

আপনার নেটওয়ার্ককে বর্তমানে এবং ভবিষ্যতে কতগুলি ডিভাইস সমর্থন করতে হবে? নিশ্চিত করুন যে প্রোটোকলটি প্রয়োজনীয় নোডের ঘনত্ব এবং সংখ্যা পরিচালনা করতে পারে। অতিরিক্তভাবে, নিরাপত্তা আপোষহীন। সর্বদা প্রোটোকলের অন্তর্নির্মিত সুরক্ষা বৈশিষ্ট্যগুলি মূল্যায়ন করুন, যেমন ডেটা গোপনীয়তার জন্য AES এনক্রিপশন এবং অননুমোদিত অ্যাক্সেস প্রতিরোধের জন্য প্রমাণীকরণ প্রক্রিয়া।

খরচ এবং ইকোসিস্টেম

প্রতি-নোড হার্ডওয়্যার (চিপসেট) খরচ এবং কোনো নেটওয়ার্ক অবকাঠামো বা ডেটা সাবস্ক্রিপশন ফি (বিশেষ করে সেলুলার IoT-এর জন্য) বিবেচনা করুন। এছাড়াও, প্রোটোকলের ইকোসিস্টেমের পরিপক্কতা মূল্যায়ন করুন, যার মধ্যে উন্নয়ন কিট, কমিউনিটি সাপোর্ট এবং প্রত্যয়িত পেশাদারদের প্রাপ্যতা অন্তর্ভুক্ত।

স্বল্প-পরিসীমা প্রোটোকলের গভীরে ডুব

এই প্রোটোকলগুলি স্থানীয়-এলাকা সংযোগের কর্মীর ঘোড়া, যা আমাদের স্মার্ট হোম থেকে সংযুক্ত কারখানা পর্যন্ত সবকিছুকে শক্তিশালী করে।

Zigbee (IEEE 802.15.4)

Zigbee হল IEEE 802.15.4 শারীরিক এবং MAC স্তরগুলির উপর নির্মিত একটি পরিপক্ক এবং শক্তিশালী মান। এর সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য হল এর শক্তিশালী মেশ নেটওয়ার্কিং ক্ষমতা।

• মূল বৈশিষ্ট্য: কম বিদ্যুত খরচ, কম ডেটা রেট (২৫০ kbps পর্যন্ত) এবং হাজার হাজার নোডের সাথে বৃহৎ, স্ব-নিরাময় মেশ নেটওয়ার্কের জন্য সমর্থন। এটি প্রাথমিকভাবে বিশ্বব্যাপী উপলব্ধ ২.৪ GHz ব্যান্ডে কাজ করে।
• উপকারিতা: স্থিতিস্থাপক, বৃহৎ আকারের স্থানীয় নেটওয়ার্ক তৈরি করার জন্য চমৎকার। কানেক্টিভিটি স্ট্যান্ডার্ডস অ্যালায়েন্স (CSA) এর মাধ্যমে শক্তিশালী শিল্প সমর্থন এবং মানককরণ। নিরাপদ, অন্তর্নির্মিত AES-128 এনক্রিপশন সহ।
• অসুবিধা: ২.৪ GHz ব্যান্ডটি ভিড় হতে পারে, যার ফলে Wi-Fi এবং ব্লুটুথের হস্তক্ষেপ হতে পারে। ডেটা রেট উচ্চ-ব্যান্ডউইথ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অপর্যাপ্ত।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন: স্মার্ট হোম অটোমেশন (লাইট, থার্মোস্ট্যাট, সেন্সর), বিল্ডিং অটোমেশন, শিল্প নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এবং স্মার্ট এনার্জি মিটারিং।

ব্লুটুথ লো এনার্জি (BLE)

মূলত ব্যক্তিগত এলাকা নেটওয়ার্কের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, BLE IoT-তে একটি প্রভাবশালী শক্তিতে পরিণত হয়েছে। এটি ডিভাইসগুলির মধ্যে ডেটার ছোট, কম ঘন ঘন বিস্ফোরণ পাঠানোর জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে।

• মূল বৈশিষ্ট্য: অত্যন্ত কম বিদ্যুত খরচ, ডিভাইসগুলিকে একটি কয়েন-সেল ব্যাটারিতে বছরের পর বছর ধরে চলতে দেয়। স্মার্টফোনে সর্বব্যাপী, তাদের একটি প্রাকৃতিক গেটওয়ে তৈরি করে। ২.৪ GHz ব্যান্ডে কাজ করে।
• উপকারিতা: কম খরচ, বিশাল ইকোসিস্টেম, কার্যত সমস্ত আধুনিক মোবাইল ডিভাইসে নেটিভ সমর্থন। ব্লুটুথ মেশের মতো সাম্প্রতিক সংযোজনগুলি সাধারণ পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট সংযোগের বাইরে এর ক্ষমতা প্রসারিত করেছে।
• অসুবিধা: সীমিত পরিসর (সাধারণত ১০-৫০ মিটার)। ভিড় ২.৪ GHz ব্যান্ডে হস্তক্ষেপের জন্য সংবেদনশীল। মেশ বাস্তবায়ন Zigbee-এর চেয়ে কম পরিপক্ক।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন: পরিধানযোগ্য (ফিটনেস ট্র্যাকার, স্মার্টওয়াচ), স্বাস্থ্যসেবা পর্যবেক্ষণ, বীকন সহ সম্পদ ট্র্যাকিং (খুচরা, জাদুঘর) এবং ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স।

Z-Wave

Z-Wave হল একটি মালিকানাধীন প্রোটোকল যা প্রাথমিকভাবে আবাসিক স্মার্ট হোম মার্কেটের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। এটি এর নির্ভরযোগ্যতা এবং আন্তঃকার্যযোগ্যতার জন্য পরিচিত।

• মূল বৈশিষ্ট্য: সাব-১ GHz ব্যান্ডে কাজ করে (যেমন, উত্তর আমেরিকায় ৯০৮ MHz, ইউরোপে ৮৬৮ MHz), যা কম জনাকীর্ণ এবং ২.৪ GHz ব্যান্ডের চেয়ে দেয়ালের মাধ্যমে ভালো সংকেত প্রবেশাধিকার সরবরাহ করে। এটি ২৩২টি পর্যন্ত ডিভাইসের একটি সহজে পরিচালনাযোগ্য মেশ নেটওয়ার্ক সমর্থন করে।
• উপকারিতা: উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এবং কম হস্তক্ষেপ। একটি শক্তিশালী সার্টিফিকেশন প্রোগ্রাম বিভিন্ন প্রস্তুতকারকের ডিভাইসগুলির মধ্যে আন্তঃকার্যযোগ্যতা নিশ্চিত করে।
• অসুবিধা: মালিকানাধীন প্রযুক্তি (যদিও স্ট্যান্ডার্ডটি আরও উন্মুক্ত হচ্ছে), কম ডেটা রেট এবং Zigbee বা BLE-এর তুলনায় ছোট ইকোসিস্টেম। প্রতি নেটওয়ার্কে সীমিত সংখ্যক নোড।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন: একচেটিয়াভাবে স্মার্ট হোম পণ্যগুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যেমন স্মার্ট লক, আলো নিয়ন্ত্রণ, থার্মোস্ট্যাট এবং আবাসিক নিরাপত্তা সেন্সর।

Wi-Fi (IEEE 802.11)

যদিও স্ট্যান্ডার্ড Wi-Fi তার উচ্চ ব্যান্ডউইথের জন্য পরিচিত, এটি ঐতিহ্যগতভাবে বেশিরভাগ WSN অ্যাপ্লিকেশনের জন্য খুব বেশি পাওয়ার-ক্ষুধার্ত হয়েছে। যাইহোক, এটির একটি নির্দিষ্ট ভূমিকা আছে।

• মূল বৈশিষ্ট্য: বিদ্যমান এবং সর্বব্যাপী নেটওয়ার্ক অবকাঠামো ব্যবহার করে, খুব উচ্চ ডেটা রেট (Mbps থেকে Gbps)। IP-নেটিভ যোগাযোগ।
• উপকারিতা: বিদ্যমান আইপি নেটওয়ার্কে সহজে ইন্টিগ্রেশন। একটি পৃথক গেটওয়ের প্রয়োজন নেই। উচ্চ-ব্যান্ডউইথ IoT ডিভাইসগুলির জন্য আদর্শ।
• অসুবিধা: উচ্চ বিদ্যুত খরচ এটিকে বেশিরভাগ ব্যাটারি চালিত সেন্সরগুলির জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে। জটিল সেটআপ এবং নিরাপত্তা ব্যবস্থাপনা (যেমন, ওয়াই-ফাই শংসাপত্র শেয়ার করা)।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন: স্মার্ট হোম নিরাপত্তা ক্যামেরা, ভিডিও ডোরবেল, ডিজিটাল সাইনেজ এবং IoT গেটওয়ের জন্য ব্যাকহোল হিসাবে। দ্রষ্টব্য: Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah)-এর মতো নতুন স্ট্যান্ডার্ডগুলি আরও বেশি পরিসর এবং কম বিদ্যুত সরবরাহ করে এই সীমাবদ্ধতাগুলি মোকাবেলা করছে, যা সরাসরি IoT স্থানের দিকে লক্ষ্য রাখে।

দীর্ঘ-পরিসীমা প্রোটোকল (LPWAN) অন্বেষণ

লো-পাওয়ার ওয়াইড-এলাকা নেটওয়ার্ক (LPWAN) একটি রূপান্তরমূলক প্রযুক্তি, যা শহর, খামার এবং লজিস্টিক চেইনগুলির মতো বিশাল ভৌগোলিক অঞ্চলে স্থাপন করা সেন্সরগুলির জন্য সংযোগ সক্ষম করে।

LoRaWAN (লং রেঞ্জ ওয়াইড এরিয়া নেটওয়ার্ক)

LoRaWAN হল একটি নেতৃস্থানীয় LPWAN প্রোটোকল যা এর ব্যতিক্রমী পরিসীমা এবং নমনীয়তার জন্য পরিচিত। এটি LoRa অ্যালায়েন্স দ্বারা পরিচালিত একটি ওপেন স্ট্যান্ডার্ড।

• মূল বৈশিষ্ট্য: চিরপ স্প্রেড স্পেকট্রাম (CSS) মডুলেশন ব্যবহার করে, যা খুব দীর্ঘ-পরিসরের যোগাযোগ (কিলোমিটার) প্রদান করে এবং হস্তক্ষেপের জন্য অত্যন্ত স্থিতিস্থাপক। অত্যন্ত কম বিদ্যুত খরচ। লাইসেন্সবিহীন সাব-১ GHz ISM ব্যান্ডে কাজ করে। তারকা-থেকে-তারকা টপোলজি ব্যবহার করে।
• উপকারিতা: চমৎকার পরিসীমা এবং বিল্ডিং প্রবেশ। একটি বৃহৎ এবং ক্রমবর্ধমান ইকোসিস্টেম সহ ওপেন স্ট্যান্ডার্ড। সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যক্তিগত নেটওয়ার্ক স্থাপন বা পাবলিক নেটওয়ার্ক অপারেটর ব্যবহার করার নমনীয়তা।
• অসুবিধা: লাইসেন্সবিহীন ব্যান্ডগুলিতে কম ডেটা রেট এবং ডিউটি ​​সাইকেল সীমাবদ্ধতা একটি ডিভাইসকে কত ঘন ঘন প্রেরণ করতে পারে তা সীমিত করে। কম-লেটেন্সি বা কমান্ড-এবং-কন্ট্রোল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ নয়।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন: স্মার্ট কৃষি (মাটির সেন্সর, পশুসম্পদ ট্র্যাকিং), স্মার্ট মিটারিং (জল, গ্যাস), সম্পদ ট্র্যাকিং, স্মার্ট সিটি অবকাঠামো (বর্জ্য ব্যবস্থাপনা, পার্কিং সেন্সর) এবং শিল্প পর্যবেক্ষণ।

Sigfox

Sigfox হল আরেকটি প্রধান LPWAN প্লেয়ার, তবে এটি একটি গ্লোবাল নেটওয়ার্ক পরিষেবা প্রদানকারী হিসাবে কাজ করে। গ্রাহকরা তাদের নিজস্ব স্থাপন করার পরিবর্তে এর নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে।

• মূল বৈশিষ্ট্য: অতি-সংকীর্ণব্যান্ড (UNB) প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যা বর্ণালীর খুব দক্ষ ব্যবহার এবং চমৎকার রিসিভার সংবেদনশীলতার অনুমতি দেয়। অত্যন্ত কম বিদ্যুত এবং কম খরচ। এটি ছোট, কম ঘন ঘন বার্তা পাঠানোর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
• উপকারিতা: শেষ ব্যবহারকারীর জন্য সরলতা – কোনো নেটওয়ার্ক ব্যবস্থাপনার প্রয়োজন নেই। খুব কম ডিভাইস এবং সংযোগ খরচ। একটি একক চুক্তি তার গ্লোবাল নেটওয়ার্কে অ্যাক্সেস প্রদান করে।
• অসুবিধা: একটি একক অপারেটরের সাথে মালিকানাধীন প্রযুক্তি। খুবই সীমিত ডেটা পেলোড (১২ বাইট আপলিঙ্ক, ৮ বাইট ডাউনলিঙ্ক) এবং প্রতিদিনের বার্তার সংখ্যায় কঠোর সীমা। প্রধানত একমুখী যোগাযোগ, যা ঘন ঘন ডাউনলিঙ্ক নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন: সাধারণ অ্যালার্ম সিস্টেম, মৌলিক সম্পদ ট্র্যাকিং, ইউটিলিটি মিটার রিডিং এবং সাধারণ স্ট্যাটাস আপডেটের প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশন (যেমন, 'চালু/বন্ধ', 'পূর্ণ/খালি')।

NB-IoT এবং LTE-M (সেলুলার IoT)

ন্যারোব্যান্ড-IoT (NB-IoT) এবং LTE-M (মেশিনের জন্য দীর্ঘমেয়াদী বিবর্তন) হল দুটি LPWAN স্ট্যান্ডার্ড যা বিদ্যমান সেলুলার নেটওয়ার্কগুলিতে চালানোর জন্য 3GPP দ্বারা তৈরি করা হয়েছে। এগুলি লাইসেন্সপ্রাপ্ত বর্ণালীতে কাজ করে, ক্যারিয়ার-গ্রেড নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা প্রদান করে।

• মূল বৈশিষ্ট্য: বিদ্যমান 4G/5G অবকাঠামো ব্যবহার করে, নতুন নেটওয়ার্ক তৈরি করার প্রয়োজন ছাড়াই বিস্তৃত এলাকা কভারেজ প্রদান করে। লাইসেন্সপ্রাপ্ত বর্ণালী মানে কম হস্তক্ষেপ এবং পরিষেবার গুণমান ভালো।
• NB-IoT: খুব কম ডেটা রেট, বিশাল সংখ্যক স্ট্যাটিক ডিভাইস এবং চমৎকার গভীর-ইনডোর অনুপ্রবেশের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। এটি এমন ডিভাইসগুলির জন্য আদর্শ যা ঘন ঘন অল্প পরিমাণ ডেটা পাঠায়, যেমন বেসমেন্টে ইনস্টল করা স্মার্ট মিটার।
• LTE-M: NB-IoT-এর চেয়ে উচ্চ ডেটা রেট, কম লেটেন্সি এবং ডিভাইস গতিশীলতার জন্য সমর্থন (সেল টাওয়ারগুলির মধ্যে হ্যান্ডওভার) এবং এমনকি ভয়েস (VoLTE) অফার করে। এটি আরও চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত।
• উপকারিতা: উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা। রোমিং চুক্তির মাধ্যমে গ্লোবাল কভারেজ। মোবাইল অ্যাসেটগুলির জন্য চমৎকার (LTE-M) এবং কঠিন-থেকে-পৌঁছানো স্থানগুলির জন্য (NB-IoT)।
• অসুবিধা: LoRaWAN বা Sigfox-এর চেয়ে সাধারণত উচ্চ বিদ্যুত খরচ। একটি সিম কার্ড এবং একটি মোবাইল নেটওয়ার্ক অপারেটরের কাছ থেকে একটি ডেটা প্ল্যানের প্রয়োজন, যার অর্থ বেশি পুনরাবৃত্ত খরচ হতে পারে।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন (NB-IoT): স্মার্ট ইউটিলিটি মিটারিং, স্মার্ট সিটি সেন্সর (পার্কিং, আলো), বিল্ডিং অটোমেশন, কৃষি পর্যবেক্ষণ।
• সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন (LTE-M): ফ্লিট ম্যানেজমেন্ট, অ্যাসেট ট্র্যাকিং, সংযুক্ত স্বাস্থ্যসেবা ডিভাইস, পরিধানযোগ্য এবং পয়েন্ট-অফ-সেল টার্মিনাল।

অ্যাপ্লিকেশন-লেয়ার প্রোটোকল: ডেটার অর্থ তৈরি করা

উপরের প্রোটোকলগুলি হাইওয়ে তৈরি করার সময়, অ্যাপ্লিকেশন-লেয়ার প্রোটোকলগুলি সেই হাইওয়েতে কথ্য ভাষা সংজ্ঞায়িত করে। তারা নিশ্চিত করে যে একটি সেন্সর থেকে ডেটা ক্লাউড প্ল্যাটফর্ম দ্বারা বোঝা যায়।

MQTT (মেসেজ কিউয়িং টেলিমেট্রি ট্রান্সপোর্ট)

MQTT হল একটি হালকা ওজনের, পাবলিশ/সাবস্ক্রাইব মেসেজিং প্রোটোকল যা IoT-এর জন্য ডি-ফ্যাক্টো স্ট্যান্ডার্ডে পরিণত হয়েছে। একটি ডিভাইস সরাসরি সার্ভারকে পোল করার পরিবর্তে, এটি একটি কেন্দ্রীয় ব্রোকারের 'বিষয়'-এ বার্তা প্রকাশ করে। অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি সেই বার্তাগুলি গ্রহণ করার জন্য সেই বিষয়ে সাবস্ক্রাইব করে। এই ডিকাপলিং কম-পাওয়ার, নির্ভরযোগ্য নেটওয়ার্কের জন্য অবিশ্বাস্যভাবে দক্ষ।

CoAP (কনস্টেইনড অ্যাপ্লিকেশন প্রোটোকল)

CoAP-কে সীমাবদ্ধ ডিভাইস এবং নেটওয়ার্কের জন্য তৈরি করা HTTP-এর একটি হালকা ওজনের সংস্করণ হিসাবে ডিজাইন করা হয়েছে। এটি HTTP-এর মতো একটি অনুরোধ/প্রতিক্রিয়া মডেল ব্যবহার করে কিন্তু দক্ষতার জন্য UDP-এর উপর চলে। এটি এমন ডিভাইসগুলির জন্য একটি ভালো পছন্দ যাদের একটি নিয়ন্ত্রিত নেটওয়ার্কে সরাসরি প্রশ্ন করা দরকার।

উদীয়মান ল্যান্ডস্কেপ এবং ভবিষ্যতের প্রবণতা

WSN প্রোটোকলের জগৎ ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে। দেখার জন্য মূল প্রবণতাগুলির মধ্যে রয়েছে:

• ম্যাটারের সাথে আন্তঃকার্যযোগ্যতা: স্মার্ট হোমের জন্য, ম্যাটার স্ট্যান্ডার্ড (প্রধান প্রযুক্তি কোম্পানিগুলির দ্বারা সমর্থিত) একটি সমন্বিত অ্যাপ্লিকেশন স্তর তৈরি করার লক্ষ্য রাখে যা Wi-Fi এবং থ্রেডের (একটি IPv6-ভিত্তিক মেশ প্রোটোকল যা Zigbee-এর মতো) মতো প্রোটোকলের উপর কাজ করে, যা বিভিন্ন ব্র্যান্ডের ডিভাইসগুলির মধ্যে সত্যিকারের আন্তঃকার্যযোগ্যতার প্রতিশ্রুতি দেয়।
• 5G-এর উত্থান: যদিও 5G উচ্চ গতির জন্য পরিচিত, এর বিশাল মেশিন-টাইপ কমিউনিকেশনস (mMTC) স্পেসিফিকেশন অত্যন্ত উচ্চ ঘনত্বের কম-পাওয়ার IoT ডিভাইসগুলিকে সমর্থন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যা সেলুলার IoT-এর ক্ষমতা আরও বাড়িয়ে তোলে।
• এজের এআই: সেন্সর নোডগুলি আরও শক্তিশালী হওয়ার সাথে সাথে, আরও ডেটা প্রক্রিয়াকরণ সরাসরি ডিভাইসে ('এজ কম্পিউটিং') ঘটতে পারে। এটি প্রেরণ করার প্রয়োজনীয় কাঁচা ডেটার পরিমাণ হ্রাস করে, শক্তি এবং ব্যান্ডউইথ সাশ্রয় করে এবং ক্রমাগত স্ট্রিমিং থেকে বিরল, অন্তর্দৃষ্টি-ভিত্তিক আপডেটে যোগাযোগের নিদর্শন পরিবর্তন করে।
• মাল্টি-প্রোটোকল ডিভাইস: আমরা আরও বেশি ডিভাইস এবং গেটওয়ে দেখছি যা একাধিক রেডিও অন্তর্ভুক্ত করে (যেমন, স্থানীয় কমিশনিংয়ের জন্য BLE এবং দীর্ঘ-পরিসরের ডেটা ব্যাকহলের জন্য LoRaWAN), উভয় জগতের সেরাটা অফার করে।

উপসংহার: আপনার প্রকল্পের জন্য সঠিক প্রোটোকল নির্বাচন করা

ওয়্যারলেস যোগাযোগের অদৃশ্য মহাসড়কগুলি বৈচিত্র্যময় এবং উদ্দেশ্য-নির্মিত। এমন কোনো একক প্রোটোকল নেই যা তাদের সকলকে নিয়ন্ত্রণ করে। একটি সফল WSN স্থাপনার যাত্রা আপনার অ্যাপ্লিকেশনটির অনন্য প্রয়োজনীয়তাগুলির একটি পুঙ্খানুপুঙ্খ বিশ্লেষণ দিয়ে শুরু হয়।

মূল বিষয়গুলির বিরুদ্ধে আপনার প্রয়োজনীয়তাগুলি ম্যাপিং করে শুরু করুন: পরিসীমা, ডেটা রেট, পাওয়ার বাজেট, টপোলজি, স্কেল এবং খরচ। আপনি কি একটি স্মার্ট হোম পণ্য তৈরি করছেন যা নির্ভরযোগ্য এবং আন্তঃকার্যযোগ্য হতে হবে? Zigbee বা Z-Wave আপনার উত্তর হতে পারে। একটি পরিধানযোগ্য ফিটনেস ট্র্যাকার? BLE হল সুস্পষ্ট পছন্দ। একটি বিশাল খামার জুড়ে কৃষি সেন্সর ট্র্যাকিং করছেন? LoRaWAN-এর পরিসীমা এবং ব্যক্তিগত নেটওয়ার্ক ক্ষমতা একটি নিখুঁত ফিট। একটি দেশের মূল্যবান সম্পদ ট্র্যাকিং করছেন? LTE-M-এর নির্ভরযোগ্যতা এবং গতিশীলতা অপরিহার্য।

এই শক্তিশালী প্রোটোকলগুলির মধ্যে মৌলিক ট্রেড-অফগুলি বোঝার মাধ্যমে, আপনি সেন্সর নেটওয়ার্কগুলি ডিজাইন এবং তৈরি করতে পারেন যা কেবল সংযুক্ত নয়, দক্ষ, টেকসই এবং ভবিষ্যতের জন্য প্রস্তুত। ডেটা বিপ্লব এটির উপর নির্ভর করে।