Belum lama ini, di berbagai sumber lain dan di blog saya, saya berbicara tentang fakta bahwa ZigBee telah meninggal dan sudah waktunya untuk menguburkan pramugari. Untuk memberikan kesan baik pada game buruk dengan Thread yang bekerja di atas IPv6 dan 6LowPan, Bluetooth (LE) yang lebih cocok untuk ini sudah cukup. Tapi aku akan memberitahumu tentang ini lain kali. Hari ini kita akan berbicara tentang bagaimana kelompok kerja komite memutuskan untuk berpikir dua kali setelah 802.11ah dan memutuskan bahwa sudah waktunya untuk menambahkan versi lengkap dari sesuatu seperti LRLP (Long-Range Low-Power) ke kumpulan standar 802.11, serupa ke LoRA. Namun hal ini ternyata tidak mungkin dilaksanakan tanpa menyembelih sapi suci yang memiliki kompatibilitas ke belakang. Akibatnya, Jarak Jauh ditinggalkan dan hanya tersisa Daya Rendah, yang juga sangat bagus. Hasilnya adalah campuran 802.11 + 802.15.4, atau sederhananya Wi-Fi + ZigBee. Artinya, kita dapat mengatakan bahwa teknologi baru ini bukanlah pesaing solusi LoraWAN, namun sebaliknya, diciptakan untuk melengkapi solusi tersebut.
Jadi, mari kita mulai dengan hal yang paling penting - Sekarang perangkat yang mendukung 802.11ba harus memiliki dua modul radio. Rupanya, setelah melihat 802.11ah/ax dengan teknologi Target Wake Time (TWT), para insinyur memutuskan bahwa ini tidak cukup dan mereka perlu mengurangi konsumsi daya secara drastis. Mengapa standar ini membagi menjadi dua jenis radio - Radio Komunikasi Primer (PCR) dan Radio Bangun (WUR). Jika semuanya jelas dengan yang pertama, ini adalah radio utama, yang mengirim dan menerima data, maka dengan yang kedua tidak begitu banyak. Faktanya, WUR sebagian besar merupakan perangkat pendengaran (RX) dan dirancang untuk mengkonsumsi daya yang sangat kecil untuk beroperasi. Tugas utamanya adalah menerima sinyal bangun dari AP dan mengaktifkan PCR. Artinya, metode ini secara signifikan mengurangi waktu mulai dingin dan memungkinkan Anda membangunkan perangkat pada waktu tertentu dengan akurasi maksimum. Ini sangat berguna ketika Anda memiliki, katakanlah, bukan sepuluh perangkat, tetapi seratus sepuluh dan Anda perlu bertukar data dengan masing-masing perangkat dalam waktu singkat. Ditambah lagi, logika frekuensi dan periodisitas kebangkitan berpindah ke sisi AP. Jika, katakanlah, LoRAWAN menggunakan metodologi PUSH ketika aktuator itu sendiri bangun dan mengirimkan sesuatu di udara, dan tidur sepanjang waktu, maka dalam kasus ini, sebaliknya, AP memutuskan kapan dan perangkat mana yang harus bangun, dan aktuatornya sendiri... tidak selalu tidur.
Sekarang mari beralih ke format bingkai dan kompatibilitas. Jika 802.11ah pada percobaan pertama dibuat untuk pita 868/915 MHz atau sederhananya SUB-1GHz, maka 802.11ba sudah ditujukan untuk pita 2.4GHz dan 5GHz. Dalam standar "baru" sebelumnya, kompatibilitas dicapai melalui pembukaan yang dapat dimengerti oleh perangkat lama. Artinya, perhitungannya selalu bahwa perangkat yang lebih tua tidak harus mampu mengenali keseluruhan frame; cukup bagi mereka untuk memahami kapan frame ini akan dimulai dan berapa lama transmisi akan berlangsung. Informasi inilah yang mereka ambil dari pembukaan. Tidak terkecuali 802.11ba, karena skema ini terbukti dan terbukti (kami akan mengabaikan masalah biaya untuk saat ini).
Hasilnya, frame 802.11ba terlihat seperti ini:
Pembukaan non-HT dan fragmen OFDM pendek dengan modulasi BPSK memungkinkan semua perangkat 802.11a/g/n/ac/ax mendengar awal transmisi frame ini dan tidak mengganggu, masuk ke mode mendengarkan siaran. Setelah pembukaan muncul bidang sinkronisasi (SYNC), yang pada dasarnya merupakan analog dari L-STF/L-LTF. Ini berfungsi untuk memungkinkan penyesuaian frekuensi dan sinkronisasi penerima perangkat. Dan pada saat inilah perangkat pemancar beralih ke saluran lain yang lebarnya 4 MHz. Untuk apa? Semuanya sangat sederhana. Hal ini diperlukan agar daya dapat dikurangi dan rasio signal-to-noise (SINR) yang sebanding dapat dicapai. Atau biarkan daya apa adanya dan raih peningkatan jangkauan transmisi yang signifikan. Menurut saya ini adalah solusi yang sangat elegan, yang juga memungkinkan seseorang mengurangi kebutuhan pasokan listrik secara signifikan. Mari kita ingat, misalnya, ESP8266 yang populer. Dalam mode transmisi menggunakan bitrate 54 Mbps dan daya 16dBm, ia mengonsumsi 196 mA, yang merupakan angka yang sangat tinggi untuk perangkat seperti CR2032. Jika kita mengurangi lebar saluran sebanyak lima kali lipat dan mengurangi daya pemancar sebanyak lima kali lipat, maka kita praktis tidak akan kehilangan jangkauan transmisi, namun konsumsi arus akan berkurang beberapa kali, katakanlah, menjadi sekitar 50 mA. Bukan berarti hal ini penting pada bagian AP yang mentransmisikan frame untuk WUR, tapi tetap saja tidak buruk. Namun bagi STA, hal ini sudah masuk akal, karena konsumsi yang lebih rendah memungkinkan penggunaan baterai seperti CR2032 atau baterai yang dirancang untuk penyimpanan energi jangka panjang dengan arus pelepasan terukur rendah. Tentu saja, tidak ada yang gratis dan pengurangan lebar saluran akan menyebabkan penurunan kecepatan saluran seiring dengan peningkatan waktu transmisi masing-masing satu frame.
Berbicara tentang kecepatan saluran. Standar dalam bentuknya saat ini menyediakan dua pilihan: 62.5 Kbps dan 250 Kbps. Apakah Anda merasakan bau ZigBee? Ini tidak mudah, karena ia memiliki lebar saluran 2Mhz, bukan 4Mhz, tetapi jenis modulasinya berbeda dengan kerapatan spektral yang lebih tinggi. Oleh karena itu, jangkauan perangkat 802.11ba harus lebih besar, yang sangat berguna untuk skenario IoT dalam ruangan.
Meskipun begitu, tunggu sebentar... Memaksa semua stasiun di area tersebut untuk diam, sementara hanya menggunakan 4 MHz dari pita 20 MHz... βSIA-SIA!β - kamu akan berkata dan kamu akan benar. Tapi tidak, INILAH SAMPAH NYATA!
Standar ini menyediakan kemampuan untuk menggunakan sub-saluran 40 MHz dan 80 MHz. Dalam hal ini, bitrate setiap subsaluran bisa berbeda, dan untuk mencocokkan waktu siaran, Padding ditambahkan ke akhir frame. Artinya, perangkat dapat menempati waktu tayang di seluruh 80 MHz, tetapi menggunakannya hanya di 16 MHz. Ini benar-benar pemborosan.
Omong-omong, perangkat Wi-Fi di sekitarnya tidak memiliki peluang untuk memahami apa yang disiarkan di sana. Karena OFDM biasa TIDAK digunakan untuk mengkodekan frame 802.11ba. Ya, begitu saja, aliansi tersebut terkenal meninggalkan apa yang telah bekerja dengan sempurna selama bertahun-tahun. Alih-alih OFDM klasik, modulasi Multi-Carrier (MC)-OOK digunakan. Saluran 4MHz dibagi menjadi 16(?) subcarrier, yang masing-masing menggunakan pengkodean Manchester. Pada saat yang sama, bidang DATA itu sendiri juga secara logis dibagi menjadi segmen 4 s atau 2 s tergantung pada bitrate, dan di setiap segmen tersebut, tingkat pengkodean rendah atau tinggi dapat sesuai dengan satu. Ini adalah solusi untuk menghindari barisan angka nol atau satu yang panjang. Berebut upah minimum.
Level MAC juga sangat disederhanakan. Ini hanya berisi bidang berikut:
- Kontrol Bingkai
Dapat mengambil nilai Beacon, WuP, Discovery atau nilai lain pilihan vendor.
Beacon digunakan untuk sinkronisasi waktu, WuP dirancang untuk membangunkan satu atau sekelompok perangkat, dan Discovery bekerja berlawanan arah dari STA ke AP dan dirancang untuk menemukan titik akses yang mendukung 802.11ba. Bidang ini juga berisi panjang frame jika melebihi 48 bit. - ID
Tergantung pada jenis frame, ia dapat mengidentifikasi AP, atau STA, atau sekelompok STA yang menjadi tujuan frame ini. (Ya, Anda dapat membangunkan perangkat secara berkelompok, ini disebut bangun groupcast dan itu cukup keren).
- Tipe Ketergantungan (TD)
Bidang yang cukup fleksibel. Di dalamnya dapat dikirimkan waktu yang tepat, sinyal tentang pembaruan firmware/konfigurasi dengan nomor versi, atau sesuatu yang berguna yang harus diketahui oleh STA.
- Bidang Bingkai Checksum (FCS)
Semuanya sederhana di sini. Ini adalah checksum
Namun agar teknologi ini berfungsi, tidak cukup hanya mengirim bingkai dalam format yang diperlukan. STA dan AP harus setuju. STA melaporkan parameternya, termasuk waktu yang diperlukan untuk menginisialisasi PCR. Semua negosiasi terjadi menggunakan frame 802.11 reguler, setelah itu STA dapat menonaktifkan PCR dan memasuki mode pengaktifan WUR. Atau bahkan mungkin tidur, jika memungkinkan. Karena kalau memang ada, lebih baik dimanfaatkan saja.
Berikutnya adalah jam miliamp berharga yang disebut WUR Duty Cycle. Tidak ada yang ribet, cukup STA dan AP, analogikannya dengan TWT, menyepakati jadwal tidur. Setelah itu, STA kebanyakan tidur, sesekali menyalakan WUR untuk mendengarkan βApakah ada sesuatu yang berguna untuk saya?β Dan hanya jika perlu, ia membangunkan modul radio utama untuk pertukaran lalu lintas.
Mengubah situasi secara radikal dibandingkan dengan TWT dan U-APSD, bukan?
Dan sekarang nuansa penting yang tidak langsung Anda pikirkan. WUR tidak harus beroperasi pada frekuensi yang sama dengan modul utama. Sebaliknya, diinginkan dan direkomendasikan agar berfungsi pada saluran yang berbeda. Dalam hal ini, fungsionalitas 802.11ba sama sekali tidak mengganggu pengoperasian jaringan dan, sebaliknya, dapat digunakan untuk mengirim informasi yang berguna. Lokasi, Daftar Tetangga, dan banyak lagi dalam standar 802.11 lainnya, misalnya 802.11k/v. Dan keuntungan apa yang terbuka Jaringan mesh... Tapi ini adalah topik artikel terpisah.
Adapun nasib standar itu sendiri sebagai sebuah dokumen . Artinya, tahun ini kita mengharapkan standar nyata atau setidaknya implementasi pertama. Hanya waktu yang akan membuktikan seberapa luas penyebarannya.
Hal-hal seperti itu... (c) .
Bacaan yang disarankan:
Sumber: www.habr.com