Duela ez hainbeste, beste hainbat baliabidetan eta nire blogean, ZigBee hilda dagoela eta hegazkin-zerbitzua lurperatzeko garaia dela hitz egin nuen. Joko txar bati aurpegi ona emateko, Thread-ek IPv6 eta 6LowPan-en gainean lan egiten duen, nahikoa da horretarako egokiagoa den Bluetooth (LE). Baina horretaz beste noizbait kontatuko dizut. Gaur batzordeko lan-taldeak 802.11ah-ren ondoren birritan pentsatzea erabaki zuen eta LRLP (Long-Range Low-Power) bezalako zerbaiten bertsio osoa gehitzeko garaia zela erabaki zuen 802.11 estandarren multzoari, antzekoa. LoRAri. Baina hori ezinezkoa izan zen ezartzea atzerako bateragarritasunaren behi sakratua hil gabe. Ondorioz, Long-Range bertan behera geratu zen eta Low-Power bakarrik geratu zen, hori ere oso ona da. Emaitza 802.11 + 802.15.4 edo Wi-Fi + ZigBee-ren nahasketa izan zen. Hau da, esan dezakegu teknologia berria ez dela LoraWAN soluzioen lehiakidea, baizik eta, aitzitik, horiek osatzeko sortzen ari dela.
Beraz, has gaitezen garrantzitsuenarekin: orain 802.11ba onartzen duten gailuek bi irrati-modulu izan behar dituzte. Dirudienez, 802.11ah/ax bere Target Wake Time (TWT) teknologiarekin begiratuta, ingeniariek hori nahikoa ez zela erabaki zuten eta energia kontsumoa errotik murriztu behar zutela. Zergatik arauak bi irrati mota ezberdinetan banatzea eskaintzen du: Lehen Komunikazio Irratia (PCR) eta Wake-Up Radio (WUR). Lehenengoarekin dena argi badago, hau da irrati nagusia, datuak transmititu eta jasotzen ditu, bigarrenarekin ez da hainbeste. Izan ere, WUR gehienbat entzuteko gailua (RX) da eta funtzionatzeko oso energia gutxi kontsumitzeko diseinatuta dago. Bere zeregin nagusia APtik esnatzeko seinalea jasotzea eta PCR gaitzea da. Hau da, metodo honek nabarmen murrizten du hotz abiarazteko denbora eta aukera ematen du gailuak ordu jakin batean esnatzeko zehaztasun handienarekin. Hau oso erabilgarria da, esate baterako, hamar gailu ez, ehun eta hamar baizik eta denbora tarte laburrean haietako bakoitzarekin datuak trukatu behar dituzunean. Gainera, esnatzearen maiztasunaren eta aldizkakotasunaren logika AP aldean mugitzen da. Esan, LoRAWANek PUSH metodologia erabiltzen badu eragingailuak beraiek esnatu eta airean zerbait transmititzen dutenean, eta gainerako denbora lo egiten dutenean, orduan, kasu honetan, aitzitik, APk erabakiko du noiz eta zein gailu esnatu behar den, eta eragileek beraiek... ez beti lo egiten.
Orain joan gaitezen fotograma-formatuetara eta bateragarritasunera. 802.11ah, lehen saiakera gisa, 868/915 MHz bandetarako edo, besterik gabe, SUB-1GHz-erako sortu bazen, orduan 802.11ba 2.4GHz eta 5GHz bandetarako pentsatuta dago jada. Aurreko estandar "berrietan", bateragarritasuna gailu zaharrentzako ulergarria zen hitzaurre baten bidez lortzen zen. Hau da, kalkulua beti izan da gailu zaharrek ez dutela zertan fotograma osoa ezagutzeko gai izan behar; nahikoa da fotograma hori noiz hasiko den eta transmisioak zenbat iraungo duen ulertzea. Informazio hori da hitzaurretik hartzen dutena. 802.11ba ez zen salbuespena izan, eskema frogatua eta frogatua dagoenez (kostuen gaia alde batera utziko dugu oraingoz).
Ondorioz, 802.11ba markoak honelako itxura du:
HT ez den hitzaurre batek eta BPSK modulazioa duen OFDM zati labur batek 802.11a/g/n/ac/ax gailu guztiei aukera ematen die fotograma honen transmisioaren hasiera entzuteko eta ez oztopatzeko, emisio-entzute moduan sartuz. Hitzaurrearen ondoren sinkronizazio eremua (SYNC) dator, funtsean L-STF/L-LTF-ren analogoa dena. Maiztasuna doitzeko eta gailuaren hargailua sinkronizatzeko balio du. Eta momentu honetan igorle gailua 4 MHz-ko beste kanal-zabalera batera aldatzen da. Zertarako? Dena oso sinplea da. Hori beharrezkoa da potentzia murriztu ahal izateko eta seinale-zarata erlazioa (SINR) konparagarria lortu ahal izateko. Edo potentzia bere horretan utzi eta transmisio-eremuaren handitze nabarmena lortu. Oso irtenbide dotorea dela esango nuke, hornikuntza elikaduraren eskakizunak nabarmen murrizteko aukera ematen duena. Gogora dezagun, adibidez, ESP8266 ezaguna. Transmisio moduan 54 Mbps-ko bit-abiadura eta 16dBm-ko potentzia erabiliz, 196 mA kontsumitzen du, hau da, CR2032 bezalako zerbait debekatzeko altua. Kanalaren zabalera bost aldiz murrizten badugu eta igorlearen potentzia bost aldiz murrizten badugu, ia ez dugu transmisio-esparruan galduko, baina korronte-kontsumoa 50 mA inguruko faktore batean murriztuko da, esate baterako. Ez da hori WURrako markoa transmititzen duen APren aldetik kritikoa, baina oraindik ez dago txarra. Baina STArentzat dagoeneko zentzuzkoa da, kontsumo txikiagoak CR2032 bezalako zerbait edo epe luzerako energia biltegiratzeko diseinatutako bateriak erabiltzeko aukera ematen baitu deskarga-korronte baxuekin. Noski, ez da ezer doan etortzen eta kanalaren zabalera murrizteak kanalaren abiadura gutxitzea ekarriko du fotograma baten transmisio-denbora handituz, hurrenez hurren.
Bide batez, kanalaren abiadurari buruz. Estandarrak egungo forman bi aukera eskaintzen ditu: 62.5 Kbps eta 250 Kbps. ZigBeeren usaina sentitzen duzu? Hau ez da erraza, 2Mhz-ko kanal zabalera duelako 4Mhz-en ordez, baina modulazio mota ezberdina dentsitate espektral handiagoa duena. Ondorioz, 802.11ba gailuen gama handiagoa izan beharko litzateke, eta hori oso erabilgarria da barruko IoT eszenatokietarako.
Hala ere, itxaron pixka bat... Inguruko geltoki guztiak isilik egotera behartzea, 4 MHz-ko bandako 20 MHz soilik erabiltzen diren bitartean... βHAU ALKARGIA DA!β. - esango duzu eta arrazoi izango duzu. Baina ez, HAU DA BENETAKO HONDAKINA!
Estandarra 40 MHz eta 80 MHz azpikanalak erabiltzeko gaitasuna ematen du. Kasu honetan, azpikanal bakoitzaren bit-tasa desberdinak izan daitezke, eta emisio-denborarekin bat etortzeko, Betegarria gehitzen zaio fotogramaren amaieran. Hau da, gailuak aire-denbora okupa dezake 80 MHz guztietan, baina 16 MHz-en soilik erabili. Hau benetako hondakina da.
Bide batez, inguruko Wi-Fi gailuek ez dute han igortzen dena ulertzeko aukerarik. Ohiko OFDM EZ delako erabiltzen 802.11ba markoak kodetzeko. Bai, halaxe, aliantzak urte askotan akatsik gabe funtzionatu zuena abandonatu zuen. OFDM klasikoaren ordez, Multi-Carrier (MC)-OOK modulazioa erabiltzen da. 4MHz-ko kanala 16 (?) azpieramailetan banatzen da, eta horietako bakoitzak Manchester kodeketa erabiltzen du. Aldi berean, DATA eremua bera ere logikoki banatzen da 4 ΞΌs edo 2 ΞΌs-ko segmentuetan bit-abiaduraren arabera, eta halako segmentu bakoitzean kodetze maila baxua edo altua bat izan daiteke. Zeroen edo baten segida luze bat saihesteko irtenbidea da hau. Gutxieneko soldatarekin nahastea.
MAC maila ere oso sinplifikatuta dago. Eremu hauek bakarrik ditu:
- Frame Kontrola
Beacon, WuP, Discovery edo saltzaileak aukeratzen duen beste balioak har ditzake.
Beacon denbora sinkronizatzeko erabiltzen da, WuP gailu bat edo talde bat esnatzeko diseinatuta dago eta Discovery-k STAtik APrako kontrako norabidean funtzionatzen du eta 802.11ba onartzen duten sarbide-puntuak aurkitzeko diseinatuta dago. Eremu honek markoaren luzera ere jasotzen du 48 bit baino gehiago baditu. - ID
Frame motaren arabera, AP bat, edo STA bat, edo STA talde bat identifika dezake trama hori zein den. (Bai, gailuak taldeka esna ditzakezu, groupcast wake-ups deitzen da eta nahiko polita da).
- Motaren menpekoa (TD)
Nahiko eremu malgua. Bertan ordu zehatza transmititu daiteke, firmware/konfigurazio eguneratze bati buruzko seinale bat bertsio-zenbaki batekin, edo STAk jakin beharko lukeen zerbait erabilgarria.
- Frame Checksum Eremua (FCS)
Hemen dena sinplea da. Hau checksum bat da
Baina teknologiak funtziona dezan, ez da nahikoa marko bat behar den formatuan bidaltzea. STA eta AP ados egon behar dute. STAk bere parametroen berri ematen du, PCR hasieratzeko behar den denbora barne. Negoziazio guztiak 802.11 fotograma arruntak erabiliz egiten dira, ondoren STAk PCR desgaitu eta WUR gaitzeko moduan sartu. Edo agian lo pixka bat ere egin, ahal bada. Zeren existitzen bada, orduan hobe da erabiltzea.
Ondoren, WUR Duty Cycle izeneko miliamp ordu preziatuen apur bat gehiago estutzen da. Ez dago ezer konplikaturik, STA eta AP besterik ez dago, TWTrentzat izan zenaren analogiaz, lo egiteko ordutegia adosten dute. Honen ostean, STAk lo egiten du gehienetan, noizean behin WUR pizten du "Iritsi al zait ezer erabilgarria?" Eta behar izanez gero soilik, trafikoa trukatzeko irrati modulu nagusia esnatzen du.
Egoera errotik aldatzen du TWT eta U-APSDekin alderatuta, ezta?
Eta orain berehala pentsatzen ez duzun Γ±abardura garrantzitsu bat. WUR-ak ez du zertan modulu nagusiaren maiztasun berean funtzionatu behar. Aitzitik, desiragarria eta gomendagarria da beste kanal batean lan egitea. Kasu honetan, 802.11ba funtzionaltasunak ez du inola ere oztopatzen sarearen funtzionamenduan eta, aitzitik, informazio erabilgarria bidaltzeko erabil daiteke. Kokapena, bizilagunen zerrenda eta beste 802.11 estandar batzuen barruan, adibidez, 802.11k/v. Eta zer abantaila irekitzen zaizkien Mesh sareei... Baina hau aparteko artikulu baten gaia da.
Estandar beraren patuari agiri gisa, bada . Hau da, aurten benetako estandar bat edo gutxienez lehenengo inplementazioak espero ditzakegu. Denborak bakarrik esango du zein hedatua izango den.
Horrelakoak... (c) .
Irakurketa gomendatua:
Iturria: www.habr.com