Mitte nii kaua aega tagasi rääkisin erinevates muudes allikates ja oma blogis sellest, et ZigBee on surnud ja on aeg stjuardess matta. IPv6 ja 6LowPani peal töötava Threadiga halvale mängule head nägu andmiseks piisab selleks sobivamast Bluetoothist (LE). Aga ma räägin teile sellest mõni teine kord. Täna räägime sellest, kuidas komitee töörühm otsustas pärast 802.11ah-d järele mõelda ja otsustas, et on aeg lisada 802.11 standardite hulka LRLP-taolise (Long-Range Low-Power) täisversioon. LoRA-le. Seda aga osutus võimatuks teostada ilma tagasiühilduvuse püha lehma tapmata. Selle tulemusena loobuti Long-Range'ist ja jäi ainult Low-Power, mis on samuti väga hea. Tulemuseks oli segu 802.11 + 802.15.4 ehk lihtsalt Wi-Fi + ZigBee. See tähendab, et võime öelda, et uus tehnoloogia ei ole LoraWANi lahenduste konkurent, vaid vastupidi, seda luuakse nende täiendamiseks.
Niisiis, alustame kõige olulisemast – nüüd peaks 802.11ba-d toetavatel seadmetel olema kaks raadiomoodulit. Ilmselt, olles vaadanud 802.11ah/ax selle Target Wake Time (TWT) tehnoloogiaga, otsustasid insenerid, et sellest ei piisa ja nad peavad energiatarbimist radikaalselt vähendama. Miks näeb standard ette jaotuse kaheks erinevaks raadiotüübiks – esmane sideraadio (PCR) ja äratusraadio (WUR). Kui esimesega on kõik selge, see on peamine raadio, see edastab ja võtab vastu andmeid, siis teisega pole see nii palju. Tegelikult on WUR enamasti kuulamisseade (RX) ja selle tööks kulub väga vähe energiat. Selle peamine ülesanne on saada AP-lt äratussignaal ja lubada PCR. See tähendab, et see meetod vähendab oluliselt külmkäivitusaega ja võimaldab seadmeid teatud ajahetkel maksimaalse täpsusega äratada. See on väga kasulik, kui teil on näiteks mitte kümme seadet, vaid sada kümme ja teil on vaja neist igaühega lühikese aja jooksul andmeid vahetada. Lisaks liigub ärkamise sageduse ja perioodilisuse loogika AP poolele. Kui näiteks LoRAWAN kasutab PUSH-metoodikat siis, kui täiturmehhanismid ise ärkavad ja midagi eetris edastavad ning ülejäänud aja magavad, siis sel juhul, vastupidi, AP otsustab, millal ja milline seade peaks ärkama ning täiturmehhanismid ise... alati ei maga.
Liigume nüüd edasi kaadrivormingute ja ühilduvuse juurde. Kui 802.11ah loodi esimese katsena 868/915 MHz sagedusaladele ehk lihtsalt SUB-1GHz, siis 802.11ba on mõeldud juba 2.4GHz ja 5GHz sagedusaladele. Varasemates "uutes" standardites saavutati ühilduvus vanematele seadmetele arusaadava preambuli kaudu. See tähendab, et arvutus on alati olnud selline, et vanemad seadmed ei pea tingimata kogu kaadrit ära tundma, piisab, kui nad saavad aru, millal see kaader algab ja kui kaua edastamine kestab. Just selle teabe võtavad nad preambulist. 802.11ba ei olnud erand, kuna skeem on tõestatud ja tõestatud (jätame praegu kulude probleemi tähelepanuta).
Selle tulemusena näeb 802.11ba raam välja umbes selline:
Mitte-HT preambul ja lühike OFDM-fragment koos BPSK modulatsiooniga võimaldavad kõigil 802.11a/g/n/ac/ax seadmetel kuulda selle kaadri edastuse algust ja mitte segada, minnes ringhäälingu kuulamisrežiimi. Preambula järel tuleb sünkroniseerimisväli (SYNC), mis on sisuliselt L-STF/L-LTF analoog. See võimaldab reguleerida sagedust ja sünkroonida seadme vastuvõtjat. Ja just sel hetkel lülitub saateseade teisele kanalilaiusele 4 MHz. Milleks? Kõik on väga lihtne. See on vajalik võimsuse vähendamiseks ja võrreldava signaali-müra suhte (SINR) saavutamiseks. Või jätke võimsus nii nagu on ja saavutage ülekandeulatuse märkimisväärne kasv. Ütleksin, et tegemist on väga elegantse lahendusega, mis võimaldab ka oluliselt vähendada nõudeid toiteallikatele. Meenutagem näiteks populaarset ESP8266. Edastusrežiimis, kasutades bitikiirust 54 Mbps ja võimsust 16 dBm, tarbib see 196 mA, mis on CR2032-taolise jaoks liiga kõrge. Kui me vähendame kanali laiust viis korda ja vähendame saatja võimsust viis korda, siis edastusulatuses me praktiliselt ei kaota, kuid voolutarve väheneb näiteks umbes 50 mA-ni. Mitte, et see oleks WUR-i kaadrit edastava AP jaoks kriitiline, kuid see pole siiski halb. Kuid STA jaoks on see juba loogiline, kuna väiksem tarbimine võimaldab kasutada selliseid asju nagu CR2032 või akusid, mis on mõeldud pikaajaliseks energia salvestamiseks madala nimivooluga. Loomulikult ei tule midagi tasuta ja kanali laiuse vähendamine toob kaasa kanali kiiruse vähenemise koos ühe kaadri edastusaja pikenemisega.
Muide, kanali kiiruse kohta. Standard pakub praegusel kujul kahte võimalust: 62.5 Kbps ja 250 Kbps. Kas tunnete ZigBee lõhna? See pole lihtne, kuna selle kanali laius on 2Mhz asemel 4Mhz, kuid erinevat tüüpi modulatsioon suurema spektraaltihedusega. Selle tulemusena peaks 802.11ba seadmete valik olema suurem, mis on siseruumide Interneti-stsenaariumide jaoks väga kasulik.
Kuigi, oodake natuke... Sundides kõik piirkonna jaamad vait olema, kasutades 4 MHz sagedusalast vaid 20 MHz... "SEE ON RASKAMINE!" - ütled sa ja sul on õigus. Aga ei, SEE ON TÕELINE JÄÄT!
Standard annab võimaluse kasutada 40 MHz ja 80 MHz alamkanaleid. Sellisel juhul võivad iga alamkanali bitikiirused olla erinevad ning ülekandeaja sobitamiseks lisatakse kaadri lõppu Padding. See tähendab, et seade võib hõivata eetriaega kõigil 80 MHz, kuid kasutada seda ainult 16 MHz. See on tõeline raiskamine.
Muide, ümbritsevatel WiFi-seadmetel pole mingit võimalust aru saada, mida seal edastatakse. Kuna tavalist OFDM-i EI KASUTATA 802.11ba kaadrite kodeerimiseks. Jah, just niimoodi loobus allianss kuulsalt sellest, mis oli aastaid laitmatult töötanud. Klassikalise OFDM asemel kasutatakse Multi-Carrier (MC)-OOK modulatsiooni. 4MHz kanal on jagatud 16(?) alamkandjaks, millest igaüks kasutab Manchesteri kodeeringut. Samas on ka DATA väli ise loogiliselt jagatud bitikiirusest olenevalt 4 μs või 2 μs pikkusteks segmentideks ning igas sellises segmendis võib ühele vastata madal või kõrge kodeeringu tase. See on lahendus, et vältida pikka nullide või ühtede jada. Rabelda miinimumpalgaga.
MAC-i tase on samuti äärmiselt lihtsustatud. See sisaldab ainult järgmisi välju:
- Raami juhtimine
Võib võtta väärtused Beacon, WuP, Discovery või mis tahes muu müüja valitud väärtuse.
Majakat kasutatakse aja sünkroonimiseks, WuP on mõeldud ühe või seadmete rühma äratamiseks ning Discovery töötab STA-st AP-le vastupidises suunas ja on mõeldud 802.11ba-d toetavate pääsupunktide leidmiseks. See väli sisaldab ka kaadri pikkust, kui see ületab 48 bitti. - ID
Sõltuvalt kaadri tüübist võib see tuvastada AP või STA või STA rühma, millele see kaader on mõeldud. (Jah, saate seadmeid äratada rühmade kaupa, seda nimetatakse rühmaedastuse äratamiseks ja see on päris lahe).
- Tüübist sõltuv (TD)
Üsna paindlik valdkond. Just selles saab edastada täpse aja, signaali püsivara/konfiguratsiooni värskenduse kohta koos versiooninumbriga või midagi kasulikku, millest STA peaks teadma.
- Raami kontrollsumma väli (FCS)
Siin on kõik lihtne. See on kontrollsumma
Kuid selleks, et tehnoloogia töötaks, ei piisa lihtsalt vajalikus vormingus kaadri saatmisest. STA ja AP peavad kokku leppima. STA teatab oma parameetrid, sealhulgas PCR initsialiseerimiseks kuluva aja. Kõik läbirääkimised toimuvad tavaliste 802.11 kaadrite abil, pärast mida saab STA PCR-i keelata ja siseneda WUR-i lubamise režiimi. Või isegi magada, kui võimalik. Sest kui see on olemas, siis on parem seda kasutada.
Järgmisena tuleb veel veidi pigistada väärtuslikke milliampertunde, mida nimetatakse WUR töötsükliks. Midagi keerulist pole, lihtsalt STA ja AP lepivad analoogselt TWT-ga kokku unegraafikus. Pärast seda STA enamasti magab, lülitades aeg-ajalt WUR-i sisse, et kuulata "Kas minu jaoks on midagi kasulikku saabunud?" Ja ainult vajadusel äratab see peamise raadiomooduli liikluse vahetamiseks.
Muudab radikaalselt olukorda võrreldes TWT ja U-APSD-ga, kas pole?
Ja nüüd oluline nüanss, millele te kohe ei mõtle. WUR ei pea töötama põhimooduliga samal sagedusel. Vastupidi, on soovitav ja soovitatav, et see töötaks mõnel muul kanalil. Sel juhul ei sega 802.11ba funktsionaalsus kuidagi võrgu tööd ja vastupidi, seda saab kasutada kasuliku info saatmiseks. Asukoht, naabrite nimekiri ja palju muud muude 802.11 standardite raames, näiteks 802.11k/v. Ja millised eelised avanevad Mesh-võrkudele... Aga see on juba eraldi artikli teema.
Mis puudutab siis standardi enda kui dokumendi saatust . See tähendab, et sellel aastal on oodata tõelist standardit või vähemalt esimesi rakendusi. Ainult aeg näitab, kui laialt levinud see saab.
Sellised asjad... (c) .
Soovitatav lugemine:
Allikas: www.habr.com