{"id":70827,"date":"2020-02-21T14:42:12","date_gmt":"2020-02-21T11:42:12","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/802-11ba-wur-ili-kak-skrestit-uzha-s-ezhom"},"modified":"2020-03-03T16:14:44","modified_gmt":"2020-03-03T13:14:44","slug":"802-11ba-wur-ili-kak-skrestit-uzha-s-ezhom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/cs\/blog\/administrirovanie\/802-11ba-wur-ili-kak-skrestit-uzha-s-ezhom","title":{"rendered":"802.11ba (WUR) nebo jak zk\u0159\u00ed\u017eit u\u017eovku s je\u017ekem","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Ned\u00e1vno jsem na r\u016fzn\u00fdch jin\u00fdch zdroj\u00edch a na sv\u00e9m blogu mluvil o tom, \u017ee ZigBee je mrtv\u00e9 a \u017ee je na \u010dase poh\u0159b\u00edt stevardku. Abychom se s Thread, kter\u00fd pracuje nad IPv6 a 6LoWPAN, nemuseli sna\u017eit tv\u00e1\u0159it, \u017ee v\u0161echno je v po\u0159\u00e1dku, sta\u010dilo by l\u00e9pe p\u0159izp\u016fsoben\u00e9 Bluetooth (LE). O tom ale je\u0161t\u011b n\u011bkdy pov\u00edm. Dnes se zam\u011b\u0159\u00edme na to, jak si pracovn\u00ed skupina v\u00fdboru po d\u016fkladn\u00e9m zamy\u0161len\u00ed pot\u0159et\u00ed po 802.11ah uv\u011bdomila, \u017ee je \u010das p\u0159idat do standard\u016f 802.11 plnohodnotnou variantu n\u011b\u010deho jako LRLP (Long-Range Low-Power) podle vzoru LoRA. Ale to se uk\u00e1zalo jako neprovediteln\u00e9 bez toho, aby se poru\u0161ila svat\u00e1 kr\u00e1va zp\u011btn\u00e9 kompatibility. Nakonec se od Long-Range ustoupilo a z\u016fstalo pouze Low-Power, co\u017e je tak\u00e9 velmi dobr\u00e9. Vznikl mix 802.11 + 802.15.4 neboli jednodu\u0161e Wi-Fi + ZigBee. To znamen\u00e1, \u017ee nov\u00e1 technologie nen\u00ed konkurenc\u00ed pro \u0159e\u0161en\u00ed LoraWAN, naopak byla vytvo\u0159ena, aby je dopl\u0148ovala.
\n<\/a><\/noindex>
\nTak\u017ee za\u010dneme s nejd\u016fle\u017eit\u011bj\u0161\u00edm \u2014 nyn\u00ed by m\u011bla m\u00edt za\u0159\u00edzen\u00ed podporuj\u00edc\u00ed 802.11ba dva r\u00e1diov\u00e9 moduly. Z\u0159ejm\u011b po pohledu na 802.11ah\/ax s jejich technologi\u00ed Target Wake Time (TWT) in\u017een\u00fd\u0159i usoudili, \u017ee to nesta\u010d\u00ed, a je t\u0159eba radik\u00e1ln\u011b sn\u00ed\u017eit spot\u0159ebu energie. Standard proto p\u0159edpokl\u00e1d\u00e1 rozd\u011blen\u00ed na dva r\u016fzn\u00e9 typy r\u00e1di\u00ed \u2014 Primary Communication Radio (PCR) a Wake-Up Radio (WUR). Pokud s prvn\u00edm je v\u0161e jasn\u00e9, to je hlavn\u00ed r\u00e1dio, kter\u00e9 vys\u00edl\u00e1 a p\u0159ij\u00edm\u00e1 data, u druh\u00e9ho je to trochu slo\u017eit\u011bj\u0161\u00ed. WUR je v podstat\u011b p\u0159ev\u00e1\u017en\u011b za\u0159\u00edzen\u00ed pro naslouch\u00e1n\u00ed (RX), kter\u00e9 podle z\u00e1m\u011bru m\u00e1 spot\u0159ebov\u00e1vat velmi m\u00e1lo energie p\u0159i provozu. Jeho hlavn\u00edm \u00fakolem je p\u0159ijmout sign\u00e1l probuzen\u00ed od AP a aktivovat PCR. Tento p\u0159\u00edstup tedy v\u00fdrazn\u011b sni\u017euje dobu studen\u00e9ho startu a umo\u017e\u0148uje probouzet za\u0159\u00edzen\u00ed v ur\u010denou dobu s maxim\u00e1ln\u00ed p\u0159esnost\u00ed. To je velmi u\u017eite\u010dn\u00e9, kdy\u017e m\u00e1te nap\u0159\u00edklad nejen deset za\u0159\u00edzen\u00ed, ale sto deset a pot\u0159ebujete b\u011bhem kr\u00e1tk\u00e9 doby vym\u011bnit data s ka\u017ed\u00fdm z nich. Nav\u00edc logika frekvence a periodicity probouzen\u00ed p\u0159ech\u00e1z\u00ed na stranu AP. Pokud v LoRAWAN se aplikuje metoda PUSH, kdy v\u00fdkonn\u00e1 za\u0159\u00edzen\u00ed se sama probouzej\u00ed a n\u011bco p\u0159en\u00e1\u0161ej\u00ed do vzduchu, a po zbytek \u010dasu sp\u00ed, zde naopak AP rozhoduje, kdy a kter\u00e9 za\u0159\u00edzen\u00ed by se m\u011blo probudit, a samotn\u00e1 v\u00fdkonn\u00e1 za\u0159\u00edzen\u00ed\u2026 ne v\u017edy sp\u00ed.<\/p>\n

Nyn\u00ed p\u0159ejdeme k form\u00e1t\u016fm r\u00e1mc\u016f a zaji\u0161t\u011bn\u00ed kompatibility. Pokud byl 802.11ah jako prvn\u00ed pokus navr\u017een pro p\u00e1sma 868\/915 MHz, nebo jednodu\u0161e SUB-1GHz, 802.11ba je ji\u017e ur\u010deno pro p\u00e1sma 2.4GHz a 5GHz. U p\u0159edchoz\u00edch \"nov\u00fdch\" standard\u016f byla kompatibilita zaji\u0161t\u011bna pomoc\u00ed preambule, kter\u00e1 byla srozumiteln\u00e1 star\u0161\u00edm za\u0159\u00edzen\u00edm. To znamen\u00e1, \u017ee v\u00fdpo\u010dty byly v\u017edy zalo\u017eeny na tom, \u017ee star\u0161\u00ed za\u0159\u00edzen\u00ed nemus\u00ed m\u00edt nutn\u011b schopnost rozpoznat cel\u00fd r\u00e1mec, sta\u010d\u00ed, kdy\u017e pochop\u00ed, kdy tento r\u00e1mec za\u010dne a jak dlouho bude trvat p\u0159enos. Tyto informace z\u00edsk\u00e1vaj\u00ed pr\u00e1v\u011b z preambule. 802.11ba se nestal v\u00fdjimkou, proto\u017ee sch\u00e9ma bylo ov\u011b\u0159eno a osv\u011bd\u010deno (n\u00e1klady nyn\u00ed pom\u00edj\u00edme).<\/p>\n

V\u00fdsledkem je, \u017ee r\u00e1mec 802.11ba vypad\u00e1 n\u011bjak takto:<\/p>\n

\"802.11ba
\n
\nNon-HT preambule a kr\u00e1tk\u00fd fragment OFDM s modulac\u00ed BPSK umo\u017e\u0148uje v\u0161em za\u0159\u00edzen\u00edm 802.11a\/g\/n\/ac\/ax zaznamenat za\u010d\u00e1tek p\u0159enosu tohoto r\u00e1mce a nezasahovat, p\u0159i\u010dem\u017e p\u0159ejdou do re\u017eimu poslechu. Po preambuli n\u00e1sleduje pole synchronizace (SYNC), kter\u00e9 v podstat\u011b odpov\u00edd\u00e1 L-STF\/L-LTF. Slou\u017e\u00ed k tomu, aby umo\u017enilo nastavit frekvenci a synchronizovat p\u0159ij\u00edma\u010d za\u0159\u00edzen\u00ed. A pr\u00e1v\u011b v tomto okam\u017eiku p\u0159enosov\u00e9 za\u0159\u00edzen\u00ed p\u0159ech\u00e1z\u00ed na jinou \u0161\u00ed\u0159ku kan\u00e1lu 4 MHz. Pro\u010d? V\u0161echno je velmi jednoduch\u00e9. Je to nezbytn\u00e9 k tomu, aby se mohla sn\u00ed\u017eit v\u00fdkon a dos\u00e1hnout srovnateln\u00e9ho pom\u011bru sign\u00e1lu k \u0161umu (SINR). Nebo ponechat v\u00fdkon p\u0159i stejn\u00e9 hodnot\u011b a dos\u00e1hnout v\u00fdznamn\u00e9ho zv\u00fd\u0161en\u00ed dosahu p\u0159enosu. \u0158ekl bych, \u017ee je to velmi elegantn\u00ed \u0159e\u0161en\u00ed, kter\u00e9 nav\u00edc v\u00fdrazn\u011b sni\u017euje po\u017eadavky na zdroje nap\u00e1jen\u00ed. P\u0159ipome\u0148me si nap\u0159\u00edklad popul\u00e1rn\u00ed ESP8266. V re\u017eimu p\u0159enosu s vyu\u017eit\u00edm bitrate 54 Mbps a v\u00fdkonem 16dBm spot\u0159ebov\u00e1v\u00e1 196 mA, co\u017e je extr\u00e9mn\u011b vysok\u00e9 pro n\u011bco jako CR2032. Pokud sn\u00ed\u017e\u00edme \u0161\u00ed\u0159ku kan\u00e1lu p\u011btkr\u00e1t a v\u00fdkon vys\u00edla\u010de p\u011btkr\u00e1t, prakticky neztrat\u00edme na dosahu p\u0159enosu, ale proud spot\u0159eby se sn\u00ed\u017e\u00ed t\u0159eba na p\u0159ibli\u017en\u011b 50 mA. Nen\u00ed to, \u017ee by to bylo kritick\u00e9 pr\u00e1v\u011b ze strany AP, kter\u00e1 p\u0159en\u00e1\u0161\u00ed r\u00e1mec pro WUR, ale i tak je to dobr\u00e9. A pro STA u\u017e to d\u00e1v\u00e1 smysl, proto\u017ee ni\u017e\u0161\u00ed spot\u0159eba umo\u017e\u0148uje pou\u017e\u00edvat n\u011bco jako CR2032 nebo baterie ur\u010den\u00e9 k dlouh\u00e9mu uchov\u00e1v\u00e1n\u00ed energie s n\u00edzk\u00fdmi nomin\u00e1ln\u00edmi vyb\u00edjec\u00edmi proudy. Samoz\u0159ejm\u011b, nic se ned\u011bje bezplatn\u011b a sn\u00ed\u017een\u00ed \u0161\u00ed\u0159ky kan\u00e1lu zp\u016fsob\u00ed sn\u00ed\u017een\u00ed kan\u00e1lov\u00e9 rychlosti s prodlou\u017een\u00edm doby p\u0159enosu jednoho r\u00e1mce. <\/p>\n

Mimochodem, o kan\u00e1lov\u00e9 rychlosti. Standard v aktu\u00e1ln\u00ed podob\u011b p\u0159edpokl\u00e1d\u00e1 dv\u011b varianty 62,5 Kbps a 250 Kbps. C\u00edt\u00edte, \u017ee se zde m\u00edch\u00e1 ZigBee? Nen\u00ed to n\u00e1hoda, proto\u017ee m\u00e1 \u0161\u00ed\u0159ku kan\u00e1lu 2 MHz m\u00edsto 4 MHz, ale jin\u00fd typ modulace s v\u011bt\u0161\u00ed spektr\u00e1ln\u00ed hustotou. V d\u016fsledku toho by m\u011bl b\u00fdt dosah za\u0159\u00edzen\u00ed 802.11ba v\u011bt\u0161\u00ed, co\u017e je pro sc\u00e9n\u00e1\u0159e IoT uvnit\u0159 prostor velmi v\u00fdhodn\u00e9.<\/p>\n

Po\u010dkejte chv\u00edli\u2026 Nutit v\u0161echny stanice v okol\u00ed ml\u010det, p\u0159i\u010dem\u017e pou\u017eijete jen 4 MHz z p\u00e1sma 20 MHz\u2026 \u201eTO JE ALE MRH\u00c1N\u00cd!\u201c \u2013 \u0159eknete vy a budete m\u00edt pravdu. Ale ne, TOHLE JE SKUTE\u010cN\u00c9 MRH\u00c1N\u00cd!<\/p>\n

\"802.11ba
\n
\nStandard zahrnuje mo\u017enost pou\u017e\u00edvat podkan\u00e1ly 40 MHz a 80 MHz. P\u0159i\u010dem\u017e bitraty ka\u017ed\u00e9ho podkan\u00e1lu mohou b\u00fdt r\u016fzn\u00e9, a aby se shodovaly v \u010dase p\u0159enosu, na konec r\u00e1mce se p\u0159id\u00e1v\u00e1 Padding. To znamen\u00e1, \u017ee za\u0159\u00edzen\u00ed m\u016f\u017ee obsadit vzdu\u0161n\u00fd \u010das na v\u0161ech 80 MHz, ale pou\u017e\u00edt ho pouze na 16 MHz. To u\u017e je skute\u010dn\u00e9 mrh\u00e1n\u00ed.<\/p>\n

Mimochodem, okoln\u00ed Wi-Fi za\u0159\u00edzen\u00ed nemaj\u00ed \u0161anci pochopit, co se \u0161\u00ed\u0159\u00ed ve vzduchu. Proto\u017ee pro k\u00f3dov\u00e1n\u00ed 802.11ba r\u00e1mc\u016f se NEPOU\u017d\u00cdV\u00c1 obvykl\u00e9 OFDM. Ano, takhle se aliance vzdala n\u011b\u010deho, co bezchybn\u011b fungovalo mnoho let. M\u00edsto klasick\u00e9ho OFDM se pou\u017e\u00edv\u00e1 modulace Multi-Carrier (MC)-OOK. Kan\u00e1l 4MHz je rozd\u011blen na 16(?) podnosn\u00fdch, z nich\u017e ka\u017ed\u00e1 vyu\u017e\u00edv\u00e1 manchestersk\u00e9 k\u00f3dov\u00e1n\u00ed. P\u0159i\u010dem\u017e samo pole DATA je nav\u00edc logicky rozd\u011bleno na \u00faseky po 4 \u03bcs nebo 2 \u03bcs v z\u00e1vislosti na bitratu, a v ka\u017ed\u00e9m takov\u00e9m \u00faseku m\u016f\u017ee b\u00fdt za jedni\u010dku zodpov\u011bdn\u00e1 n\u00edzk\u00e1 nebo vysok\u00e1 \u00farove\u0148 k\u00f3dov\u00e1n\u00ed. Takov\u00e9to \u0159e\u0161en\u00ed pro vyhnut\u00ed se dlouh\u00e9 posloupnosti nul nebo jedni\u010dek. Scrambling na minim\u00e1ln\u00ed \u00farovni.<\/p>\n

\"802.11ba
\n
\n\u00darove\u0148 MAC je tak\u00e9 extr\u00e9mn\u011b zjednodu\u0161en\u00e1. Obsahuje pouze n\u00e1sleduj\u00edc\u00ed pole:<\/p>\n