Fyrir ekki svo löngu skrifaði ég á ýmsum öðrum stöðum og á blogginu mínu að ZigBee væri dautt og kominn tími til að jarða flugfreyjuna. Til að setja gott andlit á hlutina með Thread, sem keyrir yfir IPv6 og 6LowPan, nægir fínstillt Bluetooth (LE). En ég ræði það síðar. Í dag mun ég ræða um hvernig vinnuhópur nefndarinnar skoðaði 802.11ah aftur og aftur og ákvað að það væri kominn tími til að bæta við fullbúinni útgáfu af einhverju eins og LRLP (Long-Range Low-Power), svipað og LoRA, í 802.11 staðalinn. En þetta reyndist óframkvæmanlegt án þess að slátra hinni helgu kú afturvirkrar samhæfni. Að lokum var Long-Range hætt og aðeins Low-Power eftir, sem er líka gott mál. Niðurstaðan var blanda af 802.11 + 802.15.4, eða einfaldlega Wi-Fi + ZigBee. Það er að segja, má segja að nýja tæknin sé ekki keppinautur við LoraWAN lausnir, heldur sé hún þvert á móti búin til til að bæta þær upp.
Byrjum því á því mikilvægasta: Tæki sem styðja 802.11ba verða nú að hafa tvær útvarpseiningar. Eftir að hafa skoðað 802.11ah/ax með Target Wake Time (TWT) tækni sinni ákváðu verkfræðingar að þetta væri ekki nóg og þyrfti að draga verulega úr orkunotkun. Í þessu skyni gerir staðallinn ráð fyrir skiptingu í tvær mismunandi gerðir útvarpsstöðva: Aðalútvarp (PCR) og Vökvunarútvarp (WUR). Þó að sú fyrri sé skýr - það er aðalútvarpið sem sendir og tekur við gögnum - er sú seinni ekki eins skýr. WUR er í raun hlustunartæki (RX) og er hannað til að nota mjög litla orku. Helsta hlutverk þess er að taka á móti vekjaramerki frá aðgangsstaðnum og virkja PCR. Þessi aðferð styttir verulega kaldræsingartíma og gerir þér kleift að vekja tæki á tilteknum tíma með hámarks nákvæmni. Þetta er mjög gagnlegt þegar þú ert, segjum, ekki með tíu tæki, heldur hundrað og tíu, og þú þarft að skiptast á gögnum við hvert þeirra á stuttum tíma. Að auki færist rökfræðin fyrir tíðni og reglulegu notkun vakninga yfir á aðgangsstaðinn. Þó að til dæmis LoRAWAN noti PUSH aðferðafræði, þar sem stýritæki vakna og senda út og sofa restina af tímanum, þá er það í þessu tilfelli öfugt: aðgangsstaðurinn ákveður hvenær og hvaða tæki á að vakna, og stýritækin sjálf ... sofa ekki alltaf.
Við skulum nú skoða rammasnið og eindrægni. Þó að 802.11ah hafi í fyrsta skipti verið búið til fyrir 868/915 MHz, eða einfaldlega SUB-1 GHz, tíðnisviðin, er 802.11ba hannað fyrir 2.4 GHz og 5 GHz tíðnisviðin. Í fyrri „nýjum“ stöðlum var eindrægni náð með formáli sem eldri tæki skildu. Með öðrum orðum var gert ráð fyrir að eldri tæki þyrftu ekki endilega að geta þekkt allan rammann; þau þurftu einfaldlega að skilja hvenær ramminn myndi hefjast og hversu lengi sendingin myndi vara. Þau draga þessar upplýsingar úr formálanum. 802.11ba er engin undantekning, þar sem hönnunin er sannað og vel þekkt (við leggjum kostnaðarmálið til hliðar í bili).
Útkomandi 802.11ba rammi lítur eitthvað svona út:
Forhljóð utan HT og stutt OFDM-brot með BPSK-mótun leyfa öllum 802.11a/g/n/ac/ax tækjum að heyra upphaf sendingar þessa ramma án þess að trufla, og skipta yfir í hlustunarham. Forhljóðinu fylgir samstillingarsvið (SYNC), í raun hliðstæða L-STF/L-LTF. Það þjónar til að stilla tíðnina og samstilla móttakara tækisins. Og það er á þessum tímapunkti sem senditækið skiptir yfir í aðra rásarbreidd, 4 MHz. Af hverju? Það er mjög einfalt. Þetta er nauðsynlegt til að draga úr aflinu og ná sambærilegu merkis-til-hávaðahlutfalli (SINR). Eða, láta aflið óbreytt og ná verulegri aukningu á sendidrægni. Ég myndi segja að þetta sé mjög glæsileg lausn, sem gerir einnig kleift að lækka verulega aflgjafakröfur. Tökum til dæmis vinsæla ESP8266. Í sendiham með 54 Mbps bitahraða og 16 dBm afl neytir það 196 mA, sem er óhóflega mikið fyrir eitthvað eins og CR2032. Ef við fimmfaldum breidd rásarinnar og fimmfaldum aflinu í sendinum, þá töpum við nánast engu sendidrægni, en straumnotkunin mun minnka verulega, segjum niður í um 50 mA. Þetta er ekki mikilvægt fyrir aðgangsstaðinn sem sendir rammann fyrir WUR, en það er samt ekki slæmt. Fyrir STA er þetta hins vegar skynsamlegt, þar sem minni notkun gerir kleift að nota eitthvað eins og CR2032 eða rafhlöður sem eru hannaðar til langtíma orkugeymslu með lágum nafnútskriftarstraumum. Auðvitað kemur ekkert ókeypis, og að minnka breidd rásarinnar mun leiða til lækkunar á ráshraða, með samsvarandi aukningu á senditíma eins ramma.
Hvað varðar rásahraða, þá býður núverandi staðall upp á tvo möguleika: 62.5 Kbps og 250 Kbps. Finnurðu lykt af ZigBee hér? Það er engin tilviljun, þar sem hann er með 2 MHz rásavídd í stað 4 MHz, en aðra mótun með hærri litrófsþéttleika. Þar af leiðandi ættu 802.11ba tæki að hafa meiri drægni, sem er mjög gagnlegt fyrir innanhúss IoT aðstæður.
En bíðið nú við ... Að neyða allar stöðvar á svæðinu til að leggja niður, en nota aðeins 4 MHz af 20 MHz bandinu ... „ÞETTA ER SÓNUN!“ gætirðu sagt, og þú hefðir rétt fyrir þér. En nei, ÞETTA ER ALGJÖRLEGA SÓNUN!
Staðallinn leyfir notkun á 40 MHz og 80 MHz undirrásum. Hins vegar geta bitahraðar hverrar undirrásar verið mismunandi og til að tryggja að útsendingartíminn sé samræmdur er bætt við fyllingu í lok rammans. Þetta þýðir að tæki getur tekið útsendingartíma á öllum 80 MHz en aðeins notað hann á 16 MHz. Þetta er sannarlega sóun.
Til samanburðar eiga nálægir Wi-Fi tæki engan möguleika á að skilja hvað er verið að senda út. Þetta er vegna þess að 802.11ba rammar eru EKKI kóðaðir með kunnuglegu OFDM. Já, þannig hefur bandalagið í fljótfærni yfirgefið eitthvað sem hafði virkað gallalaust í mörg ár. Í stað hefðbundins OFDM nota þeir Multi-Carrier (MC)-OOK mótun. 4 MHz rásin er skipt í 16(?) undirbylgjur, sem hver um sig notar Manchester kóðun. Gögnasviðið sjálft er einnig rökrétt skipt í 4 μs eða 2 μs hluta, allt eftir bitahraða, og í hverjum hluta getur lágt eða hátt kóðunarstig táknað 1. Þetta er lausn til að forðast langar raðir af núllum eða einingum. Rugl í lágmarki.
MAC-lagið er einnig mjög einfaldað. Það inniheldur aðeins eftirfarandi reiti:
- Rammastýring
Getur tekið gildin Beacon, WuP, Discovery eða önnur að vild seljanda.
Beacon er notað til tímasamstillingar, WuP er hannað til að vekja eitt tæki eða hóp af tækjum og Discovery virkar í gagnstæða átt frá STA til AP og er hannað til að leita að aðgangspunktum sem styðja 802.11ba. Þetta reitur sendir einnig rammalengdina ef hún fer yfir 48 bita. - ID
Eftir því hvaða rammategund er um að ræða getur það borið kennsl á aðgangspunktinn, staðgengilinn eða hóp staðgengilsins sem ramminn er ætlaður fyrir. (Já, þú getur vakið tæki í hópum; þetta kallast hópútsendingarvakningar og það er frekar flott.)
- Tegundarháð (TD)
Þetta er frekar sveigjanlegt svið. Það er hægt að nota það til að senda nákvæman tíma, merki um uppfærslu á vélbúnaði/stillingum með útgáfunúmeri eða hvað annað sem er gagnlegt sem STA ætti að vita um.
- Rammaeftirlitssumma reitur (FCS)
Þetta er einfalt. Þetta er eftirlitssumma.
En til þess að tæknin virki er ekki nóg að senda bara ramma í tilteknu sniði. STA og AP verða að semja. STA miðlar breytum sínum, þar á meðal þeim tíma sem það tekur að frumstilla PCR. Allar samningaviðræður fara fram með stöðluðum 802.11 römmum, eftir það getur STA slökkt á PCR og farið í virkjunarham fyrir WUR. Eða kannski jafnvel sofið aðeins, ef mögulegt er. Því ef þú hefur tækifæri, þá er best að nýta sér það.
Næst hefst önnur dýrmæt milliamperstundaþjöppun, sem kallast WUR Duty Cycle. Þetta er ekkert flókið; STA og AP koma sér einfaldlega saman um svefnáætlun, svipað og var gert fyrir TWT. Eftir það sefur STA að mestu leyti, kveikir stundum á WUR til að hlusta eftir „Er eitthvað gagnlegt komið?“ og aðeins þegar nauðsyn krefur vekur það aðalútvarpseininguna til að skiptast á umferð.
Það breytir aðstæðunum róttækt samanborið við TWT og U-APSD, er það ekki?
Hér er mikilvægur smáatriði sem þú gætir ekki hugsað um strax. WUR þarf ekki endilega að virka á sömu tíðni og aðaleiningin. Reyndar er æskilegt og mælt með að hún virki á annarri rás. Í þessu tilfelli truflar 802.11ba virknin ekki netrekstur á nokkurn hátt og er hægt að nota hana til að dreifa gagnlegum upplýsingum, svo sem staðsetningu, nágrannalista og margt fleira, innan ramma annarra 802.11 staðla, svo sem 802.11k/v. Og kostirnir sem möskvanet bjóða upp á ... jæja, það er efni í aðra grein.
Hvað varðar örlög staðalsins sjálfs sem skjals, Þetta þýðir að við getum búist við raunverulegum staðli, eða að minnsta kosti fyrstu innleiðingum, á þessu ári. Aðeins tíminn mun leiða í ljós hversu útbreiddur hann verður.
Þannig er það... (c) .
Ráðlagðar heimildir til yfirferðar:
Heimild: www.habr.com
