Ոչ այնքան վաղուց, տարբեր այլ ռեսուրսների վրա և իմ բլոգում ես խոսեցի այն մասին, որ ZigBee-ն մահացել է, և ժամանակն է թաղել բորտուղեկցորդուհուն: IPv6-ի և 6LowPan-ի վրա աշխատող Thread-ով վատ խաղի վրա լավ դեմք ցույց տալու համար բավարար է Bluetooth-ը (LE), որն ավելի հարմար է դրա համար: Բայց ես ձեզ այս մասին կպատմեմ մի ուրիշ անգամ: Այսօր մենք կխոսենք այն մասին, թե ինչպես հանձնաժողովի աշխատանքային խումբը որոշեց երկու անգամ մտածել 802.11ah-ից հետո և որոշեց, որ ժամանակն է ավելացնել LRLP-ի (Long-Range Low-Power) նման մի բանի ամբողջական տարբերակը 802.11 ստանդարտների ֆոնդում, որը նման է: դեպի LoRA. Բայց սա անհնարին դարձավ իրականացնել առանց հետամնաց համատեղելիության սրբազան կովին մորթելու։ Արդյունքում Long-Range-ը լքվեց և մնաց միայն Low-Power-ը, ինչը նույնպես շատ լավ է։ Արդյունքը 802.11 + 802.15.4 կամ պարզապես Wi-Fi + ZigBee-ի խառնուրդ էր: Այսինքն՝ կարելի է ասել, որ նոր տեխնոլոգիան ոչ թե մրցակից է LoraWAN լուծումներին, այլ, ընդհակառակը, ստեղծվում է դրանք լրացնելու համար։
Այսպիսով, եկեք սկսենք ամենակարևորից. Այժմ սարքերը, որոնք աջակցում են 802.11ba-ին, պետք է ունենան երկու ռադիոմոդուլ: Ըստ երևույթին, 802.11ah/ax-ը դիտարկելով իր Target Wake Time (TWT) տեխնոլոգիայով, ինժեներները որոշեցին, որ դա բավարար չէ և պետք է արմատապես նվազեցնել էներգիայի սպառումը: Ինչու է ստանդարտը նախատեսում բաժանում ռադիոյի երկու տարբեր տեսակների` առաջնային հաղորդակցման ռադիո (PCR) և Wake-Up Radio (WUR): Եթե առաջինի հետ ամեն ինչ պարզ է, սա հիմնական ռադիոն է, այն փոխանցում և ստանում է տվյալներ, ապա երկրորդի հետ դա այնքան էլ շատ չէ: Իրականում, WUR-ը հիմնականում լսող սարք է (RX) և նախատեսված է աշխատելու համար շատ քիչ էներգիա սպառելու համար: Նրա հիմնական խնդիրն է ստանալ արթնացման ազդանշան AP-ից և միացնել PCR-ը: Այսինքն՝ այս մեթոդը զգալիորեն նվազեցնում է սառը գործարկման ժամանակը և թույլ է տալիս առավելագույն ճշգրտությամբ արթնացնել սարքերը տվյալ պահին։ Սա շատ օգտակար է, երբ ունես, ասենք, ոչ թե տասը սարք, այլ հարյուր տասը, և պետք է կարճ ժամանակահատվածում տվյալների փոխանակում կատարել դրանցից յուրաքանչյուրի հետ։ Բացի այդ, զարթոնքի հաճախականության և պարբերականության տրամաբանությունը շարժվում է դեպի AP կողմ: Եթե, ասենք, LoRAWAN-ն օգտագործում է PUSH մեթոդոլոգիան, երբ ակտուատորներն իրենք են արթնանում և ինչ-որ բան հաղորդում եթերում, իսկ մնացած ժամանակ քնում, ապա այս դեպքում, ընդհակառակը, ԱԵԱ-ն է որոշում, թե երբ և որ սարքը պետք է արթնանա, և ակտիվացնողներն իրենք... միշտ չէ, որ քնում են:
Այժմ եկեք անցնենք շրջանակի ձևաչափերին և համատեղելիությանը: Եթե 802.11ah, որպես առաջին փորձ, ստեղծվել է 868/915 ՄՀց կամ պարզապես SUB-1GHz տիրույթի համար, ապա 802.11ba-ն արդեն նախատեսված է 2.4GHz և 5GHz տիրույթների համար։ Նախկին «նոր» ստանդարտներում համատեղելիությունը ձեռք է բերվել ավելի հին սարքերի համար հասկանալի նախաբանի միջոցով: Այսինքն, հաշվարկը միշտ եղել է այն, որ հին սարքերը պարտադիր չէ, որ կարողանան ճանաչել ամբողջ շրջանակը, բավական է, որ նրանք հասկանան, թե երբ է սկսվելու այս շրջանակը և որքան երկար է տևելու փոխանցումը: Հենց այս տեղեկությունն էլ նրանք վերցնում են նախաբանից։ 802.11ba-ն բացառություն չէր, քանի որ սխեման ապացուցված և ապացուցված է (մենք առայժմ անտեսելու ենք ծախսերի հարցը):
Արդյունքում, 802.11ba շրջանակն այսպիսի տեսք ունի.
Ոչ HT նախաբանը և BPSK մոդուլյացիայով OFDM կարճ հատվածը թույլ է տալիս բոլոր 802.11a/g/n/ac/ax սարքերին լսել այս շրջանակի հաղորդման սկիզբը և չխանգարել՝ անցնելով հեռարձակման ունկնդրման ռեժիմ: Նախաբանից հետո գալիս է համաժամացման դաշտը (SYNC), որն ըստ էության L-STF/L-LTF-ի անալոգն է։ Այն ծառայում է, որպեսզի հնարավոր լինի կարգավորել հաճախականությունը և համաժամեցնել սարքի ընդունիչը: Եվ հենց այս պահին է, որ հաղորդող սարքն անցնում է մեկ այլ ալիքի լայնության՝ 4 ՄՀց։ Ինչի համար? Ամեն ինչ շատ պարզ է. Սա անհրաժեշտ է, որպեսզի հնարավոր լինի նվազեցնել հզորությունը և ձեռք բերել համեմատելի ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցություն (SINR): Կամ թողեք հզորությունը այնպես, ինչպես կա և հասեք փոխանցման տիրույթի զգալի աճին: Ես կասեի, որ սա շատ էլեգանտ լուծում է, որը նաև թույլ է տալիս զգալիորեն նվազեցնել էլեկտրամատակարարման պահանջները։ Հիշենք, օրինակ, հայտնի ESP8266-ը։ Հաղորդման ռեժիմում՝ օգտագործելով 54 Մբիթ/վրկ բիթային արագություն և 16 դԲմ հզորություն, այն սպառում է 196 մԱ, ինչը չափազանց բարձր է CR2032-ի նման մի բանի համար: Եթե մենք հինգ անգամ կրճատենք ալիքի լայնությունը և հինգ անգամ կրճատենք հաղորդիչի հզորությունը, ապա մենք գործնականում չենք կորցնի փոխանցման տիրույթում, բայց ընթացիկ սպառումը կնվազի մի գործոնով, ասենք, մոտ 50 մԱ: Ոչ թե դա կարևոր է AP-ի կողմից, որը փոխանցում է շրջանակը WUR-ի համար, բայց դա դեռ վատ չէ: Բայց STA-ի համար դա արդեն իմաստ ունի, քանի որ ավելի ցածր սպառումը թույլ է տալիս օգտագործել CR2032-ի նման մի բան կամ մարտկոցներ, որոնք նախատեսված են էներգիայի երկարաժամկետ պահպանման համար՝ ցածր անվանական լիցքաթափման հոսանքներով: Իհարկե, ոչինչ չի տրվում անվճար, և ալիքի լայնությունը նվազեցնելը կհանգեցնի ալիքի արագության նվազմանը, համապատասխանաբար մեկ կադրի փոխանցման ժամանակի ավելացմամբ:
Ի դեպ, ալիքի արագության մասին. Ստանդարտն իր ներկայիս տեսքով ապահովում է երկու տարբերակ՝ 62.5 Կբ/վ և 250 Կբիթ/վրկ: Զգո՞ւմ եք ZigBee-ի հոտը: Սա հեշտ չէ, քանի որ այն ունի ալիքի լայնությունը 2 ՄՀց-ի փոխարեն 4 Մհց, բայց այլ տեսակի մոդուլյացիա՝ ավելի բարձր սպեկտրային խտությամբ: Արդյունքում, 802.11ba սարքերի շրջանակը պետք է ավելի մեծ լինի, ինչը շատ օգտակար է ներքին IoT սցենարների համար:
Չնայած, մի րոպե... Ստիպելով տարածքի բոլոր կայաններին լռել, մինչդեռ 4 ՄՀց տիրույթից միայն 20 ՄՀց-ն է օգտագործել... «ՍԱ ԹՈՒՆ Է» -Կասես ու ճիշտ կլինես։ Բայց ոչ, ՍԱ ԻՍԿԱԿԱՆ ԹԱՓՈՆ Է:
Ստանդարտն ապահովում է 40 ՄՀց և 80 ՄՀց ենթաալիքներ օգտագործելու հնարավորություն: Այս դեպքում յուրաքանչյուր ենթաալիքի բիթային արագությունները կարող են տարբեր լինել, և հեռարձակման ժամանակին համապատասխանելու համար կադրի վերջում ավելացվում է Padding: Այսինքն՝ սարքը կարող է խոսել բոլոր 80 ՄՀց հաճախականությունների վրա, բայց օգտագործել միայն 16 ՄՀց հաճախականությամբ։ Սա իսկական թափոն է։
Ի դեպ, շրջակա Wi-Fi սարքերը հնարավորություն չունեն հասկանալու, թե ինչ է այնտեղ հեռարձակվում։ Քանի որ սովորական OFDM-ը ՉԻ օգտագործվում 802.11ba շրջանակները կոդավորելու համար: Այո, հենց այդպես էլ դաշինքը հայտնի կերպով հրաժարվեց այն, ինչ երկար տարիներ անթերի էր աշխատում։ Դասական OFDM-ի փոխարեն օգտագործվում է Multi-Carrier (MC)-OOK մոդուլյացիան: 4 ՄՀց ալիքը բաժանված է 16(՞) ենթակիրների, որոնցից յուրաքանչյուրն օգտագործում է Մանչեսթերի կոդավորումը։ Միևնույն ժամանակ, DATA դաշտն ինքնին նույնպես տրամաբանորեն բաժանվում է 4 մկվ կամ 2 մկվ հատվածների՝ կախված բիթային արագությունից, և յուրաքանչյուր այդպիսի հատվածում կոդավորման ցածր կամ բարձր մակարդակը կարող է համապատասխանել մեկին։ Սա լուծում է զրոների կամ միավորների երկար հաջորդականությունից խուսափելու համար: Նվազագույն աշխատավարձի շուրջ պայքար.
MAC մակարդակը նույնպես չափազանց պարզեցված է: Այն պարունակում է միայն հետևյալ դաշտերը.
- Շրջանակի վերահսկում
Կարող է վերցնել Beacon, WuP, Discovery կամ վաճառողի ընտրությամբ ցանկացած այլ արժեք:
Beacon-ն օգտագործվում է ժամանակի համաժամացման համար, WuP-ը նախատեսված է մեկ կամ մի խումբ սարքեր արթնացնելու համար, իսկ Discovery-ն աշխատում է STA-ից դեպի AP հակառակ ուղղությամբ և նախատեսված է 802.11ba աջակցող մուտքի կետեր գտնելու համար: Այս դաշտը պարունակում է նաև շրջանակի երկարությունը, եթե այն գերազանցում է 48 բիթը: - ID
Կախված շրջանակի տեսակից, այն կարող է նույնականացնել AP, կամ STA, կամ STA-ների խումբ, որոնց համար նախատեսված է այս շրջանակը: (Այո, դուք կարող եք արթնացնել սարքերը խմբերով, դա կոչվում է խմբային հեռարձակման արթնացումներ և բավականին հիանալի է):
- Տեսակ կախված (TD)
Բավականին ճկուն դաշտ։ Դրանում է, որ ճշգրիտ ժամանակը կարող է փոխանցվել, ազդանշան որոնվածի/կոնֆիգուրացիայի թարմացման մասին՝ տարբերակի համարով, կամ ինչ-որ օգտակար բան, որի մասին STA-ն պետք է իմանա:
- Շրջանակի ստուգիչ գումարի դաշտ (FCS)
Այստեղ ամեն ինչ պարզ է. Սա ստուգիչ գումար է
Բայց որպեսզի տեխնոլոգիան աշխատի, բավական չէ պարզապես անհրաժեշտ ձևաչափով շրջանակ ուղարկելը: STA-ն և AP-ն պետք է համաձայնեն: STA-ն հաղորդում է իր պարամետրերը, ներառյալ PCR-ի սկզբնավորման համար պահանջվող ժամանակը: Բոլոր բանակցությունները տեղի են ունենում սովորական 802.11 շրջանակների միջոցով, որից հետո STA-ն կարող է անջատել PCR-ն և մտնել WUR միացման ռեժիմ: Կամ գուցե նույնիսկ մի քիչ քնել, եթե հնարավոր է: Որովհետև եթե այն կա, ապա ավելի լավ է օգտագործել այն։
Հաջորդը գալիս է թանկարժեք միլիամպերի ժամերի մի փոքր ավելի սեղմում, որը կոչվում է WUR Duty Cycle: Ոչ մի բարդ բան չկա, պարզապես STA-ն և AP-ն, ի հակադրություն այն բանի, թե ինչպես էր TWT-ի համար, պայմանավորվում են քնի ժամանակացույցի շուրջ: Սրանից հետո STA-ն հիմնականում քնում է՝ երբեմն միացնելով WUR-ը՝ լսելու «Ինձ համար օգտակար բան է՞ հասել»: Եվ միայն անհրաժեշտության դեպքում այն արթնացնում է հիմնական ռադիո մոդուլը տրաֆիկի փոխանակման համար:
Արմատապես փոխում է իրավիճակը TWT-ի և U-APSD-ի համեմատ, այնպես չէ՞:
Եվ հիմա մի կարևոր նրբերանգ, որի մասին անմիջապես չեք մտածում։ WUR-ը պարտադիր չէ, որ աշխատի հիմնական մոդուլի հետ նույն հաճախականությամբ: Ընդհակառակը, ցանկալի է և խորհուրդ է տրվում, որ այն աշխատի այլ ալիքով։ Այս դեպքում 802.11ba ֆունկցիոնալությունը ոչ մի կերպ չի խանգարում ցանցի աշխատանքին և, ընդհակառակը, կարող է օգտագործվել օգտակար տեղեկատվություն ուղարկելու համար: Գտնվելու վայրը, Հարևանների ցուցակը և շատ ավելին այլ 802.11 ստանդարտների շրջանակներում, օրինակ՝ 802.11k/v: Իսկ ինչ առավելություններ են բացվում Mesh ցանցերի համար... Բայց սա առանձին հոդվածի թեմա է։
Ինչ վերաբերում է բուն ստանդարտի ճակատագրին՝ որպես փաստաթուղթ, ապա . Այսինքն՝ այս տարի կարելի է ակնկալել իրական չափանիշ կամ գոնե առաջին ներդրում։ Թե որքանով դա տարածված կլինի, ցույց կտա ժամանակը։
Նման բաներ... (գ) .
Առաջարկվող ընթերցում.
Source: www.habr.com