{"id":70827,"date":"2020-02-21T14:42:12","date_gmt":"2020-02-21T11:42:12","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/802-11ba-wur-ili-kak-skrestit-uzha-s-ezhom"},"modified":"2020-03-03T16:14:44","modified_gmt":"2020-03-03T13:14:44","slug":"802-11ba-wur-ili-kak-skrestit-uzha-s-ezhom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/it\/blog\/administrirovanie\/802-11ba-wur-ili-kak-skrestit-uzha-s-ezhom","title":{"rendered":"802.11ba (WUR) o come incrociare un serpente con un riccio","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Non molto tempo fa, su vari altri strumenti e nel mio blog, ho parlato del fatto che ZigBee \u00e8 morto e che \u00e8 ora di seppellire la hostess. Per fare un buon viso a un cattivo gioco con Thread, che opera sopra IPv6 e 6LowPan, \u00e8 sufficiente un Bluetooth (LE) pi\u00f9 adatto a questo scopo. Ma di questo parler\u00f2 un'altra volta. Oggi parler\u00f2 di come il gruppo di lavoro del comitato ha riflettuto bene una seconda volta dopo l'802.11ah e ha deciso che era giunto il momento di aggiungere al pool degli standard 802.11 una versione completa di qualcosa simile a LRLP (Long-Range Low-Power) ispirata a LoRA. Tuttavia, questo si \u00e8 rivelato irrealizzabile senza sacrificare la sacra mucca della retrocompatibilit\u00e0. Alla fine, si \u00e8 rinunciato al Long-Range e rimasto solo il Low-Power, che \u00e8 comunque molto buono. \u00c8 nata una miscela di 802.11 + 802.15.4, o semplicemente Wi-Fi + ZigBee. Quindi, si pu\u00f2 dire che la nuova tecnologia non \u00e8 un competitor delle soluzioni LoraWAN, ma al contrario viene creata per integrarle.
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\nIniziamo con la cosa pi\u00f9 importante: ora nei dispositivi che supportano 802.11ba devono esserci due moduli radio. Dopo aver osservato 802.11ah\/ax con la loro tecnologia Target Wake Time (TWT), gli ingegneri hanno ritenuto che non fosse sufficiente e che fosse necessario ridurre drasticamente il consumo energetico. A tal fine, lo standard prevede una suddivisione in due diversi tipi di radio: Primary Communication Radio (PCR) e Wake-Up Radio (WUR). Se per il primo tutto \u00e8 chiaro, in quanto \u00e8 la radio principale che trasmette e riceve dati, il secondo \u00e8 meno comprensibile. Fondamentalmente, il WUR funge in gran parte da dispositivo di ascolto (RX) e, secondo le intenzioni, dovrebbe consumare molto poca energia per funzionare. Il suo compito principale \u00e8 ricevere un segnale di risveglio dall'AP e accendere il PCR. Questo metodo riduce notevolmente il tempo di avvio a freddo e consente di risvegliare i dispositivi a un orario programmato con la massima precisione. Questo \u00e8 particolarmente utile quando si dispone, ad esempio, non di dieci dispositivi, ma di cento dieci, e si deve scambiare dati con ciascuno di essi in un breve intervallo di tempo. Inoltre, la logica della frequenza e della periodicit\u00e0 di risveglio passa sotto il controllo dell'AP. Se, ad esempio, in LoRAWAN si applica la metodologia PUSH, in cui i dispositivi esecutivi si svegliano da soli e trasmettono qualcosa nell'aria, mentre per il resto del tempo dormono, in questo caso \u00e8 il contrario: l'AP decide quando e quale dispositivo deve risvegliarsi, mentre i dispositivi esecutivi\u2026 non sempre dormono.<\/p>\n

Passiamo ora ai formati dei frame e alla compatibilit\u00e0. Se il 802.11ah \u00e8 stato creato come primo tentativo per le bande 868\/915 MHz, o semplicemente SUB-1GHz, il 802.11ba \u00e8 gi\u00e0 destinato alle bande 2.4GHz e 5GHz. Nei precedenti \"nuovi\" standard, la compatibilit\u00e0 era raggiunta tramite un'intestazione comprensibile ai dispositivi pi\u00f9 vecchi. In altre parole, l'idea era che i dispositivi pi\u00f9 vecchi non avessero necessariamente la possibilit\u00e0 di riconoscere l'intero frame, ma dovevano semplicemente capire quando questo frame iniziava e quanto tempo sarebbe durata la trasmissione. Queste informazioni vengono proprio dall'intestazione. Anche il 802.11ba non fa eccezione, poich\u00e9 \u00e8 uno schema collaudato e funzionante (lasciamo perdere il discorso sui costi per ora).<\/p>\n

In conclusione, il frame 802.11ba appare in questo modo:<\/p>\n

\"802.11ba
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\nIl preambolo non-HT e il breve frammento OFDM con modulazione BPSK consentono a tutti i dispositivi 802.11a\/g\/n\/ac\/ax di ricevere l'inizio della trasmissione di questo frame e di non interferire, passando alla modalit\u00e0 di ascolto del canale. Dopo il preambolo c'\u00e8 il campo di sincronizzazione (SYNC), che \u00e8 sostanzialmente equivalente a L-STF\/L-LTF. Serve per consentire la regolazione della frequenza e la sincronizzazione del ricevitore del dispositivo. E proprio in quel momento il dispositivo trasmittente passa a una larghezza di canale di 4MHz. Perch\u00e9? \u00c8 molto semplice. Questo \u00e8 necessario per poter ridurre la potenza e ottenere un rapporto segnale-a-potenza con il rumore (SINR) confrontabile. Oppure mantenere la potenza invariata e ottenere un notevole aumento della distanza di trasmissione. Direi che \u00e8 una soluzione piuttosto elegante, inoltre consente di ridurre significativamente le esigenze di alimentazione. Pensiamo, ad esempio, al popolare ESP8266. In modalit\u00e0 di trasmissione utilizzando un bitrate di 54 Mbps e una potenza di 16dBm consuma 196 mA, che \u00e8 estremamente elevato per qualcosa come una CR2032. Se riduciamo la larghezza del canale di cinque volte e riduciamo di cinque volte la potenza del trasmettitore, praticamente non perderemo in distanza di trasmissione, ma la corrente assorbita scender\u00e0 drasticamente, diciamo, a circa 50 mA. Non che questo sia cruciale per l'AP che trasmette il frame per WUR, ma \u00e8 comunque positivo. Per lo STA, questo ha gi\u00e0 un senso, poich\u00e9 un consumo inferiore consente l'uso di qualcosa come una CR2032 o batterie progettate per una lunga conservazione dell'energia con tassi di scarica nominali bassi. Naturalmente, nulla \u00e8 gratuito e la riduzione della larghezza del canale comporter\u00e0 una diminuzione della velocit\u00e0 di canale con un aumento del tempo di trasmissione di un frame di conseguenza. <\/p>\n

A proposito della velocit\u00e0 di canale. Lo standard attuale prevede due varianti: 62,5 Kbps e 250 Kbps. Sentite, zigbee \u00e8 nell'aria? Non \u00e8 una coincidenza, poich\u00e9 ha una larghezza di banda di 2 MHz invece di 4 MHz, ma un altro tipo di modulazione con una maggiore densit\u00e0 spettrale. Di conseguenza, la portata dei dispositivi 802.11ba dovrebbe essere maggiore, il che \u00e8 molto utile per gli scenari IoT all'interno degli edifici.<\/p>\n

Tuttavia, aspettate un attimo... Costringere tutte le stazioni circostanti a rimanere in silenzio, utilizzando solo 4 MHz da una banda di 20 MHz... \"\u00c8 uno spreco!\" \u2013 direte e avrete ragione. Ma no, QUI C'\u00c8 UN VERO SPRECO!<\/p>\n

\"802.11ba
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\nLo standard prevede la possibilit\u00e0 di utilizzare sotto-canali da 40 MHz e 80 MHz. In questo caso, i bitrate di ciascun sotto-canale possono essere diversi e, per allineare i tempi di trasmissione, alla fine del frame viene aggiunto un padding. Cio\u00e8, un dispositivo pu\u00f2 occupare tempo di trasmissione su tutti gli 80 MHz, ma utilizzarne solo 16 MHz. Questo \u00e8 gi\u00e0 uno vero spreco.<\/p>\n

In effetti, i dispositivi Wi-Fi circostanti non hanno alcuna possibilit\u00e0 di capire cosa venga trasmesso nell'aria. Questo perch\u00e9 per la codifica dei frame 802.11ba NON viene utilizzato il consueto OFDM. S\u00ec, il consorzio ha abbandonato audacemente ci\u00f2 che ha funzionato senza problemi per molti anni. Al posto del classico OFDM, viene impiegata la modulazione Multi-Carrier (MC)-OOK. Il canale da 4 MHz \u00e8 suddiviso in 16 (?) portanti, ciascuna delle quali utilizza la codifica Manchester. Durante questo processo, il campo DATA \u00e8 logicamente suddiviso in segmenti di 4 \u03bcs o 2 \u03bcs a seconda della velocit\u00e0 di trasmissione, e in ciascun segmento un'unit\u00e0 pu\u00f2 essere rappresentata da un livello di codifica basso o alto. Questa \u00e8 una soluzione progettata per evitare lunghe sequenze di zeri o uni. Scrambling al minimo.<\/p>\n

\"802.11ba
\n
\nIl livello MAC \u00e8 stato estremamente semplificato. Contiene solo i seguenti campi:<\/p>\n