{"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 una vipera con un riccio","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Non molto tempo fa, su vari altri siti e nel mio blog, ho parlato del fatto che ZigBee \u00e8 morto e che \u00e8 ora di seppellire l'assistente di volo. Per fare una buona faccia a cattivo gioco con Thread, che funziona sopra IPv6 e 6LowPan, basta un Bluetooth (LE) pi\u00f9 adattato a questo scopo. Ma di questo parler\u00f2 un'altra volta. Oggi discuteremo di come nel gruppo di lavoro del comitato si sia riflettuto bene una seconda volta dopo 802.11ah e si sia 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), in analogia con LoRA. Ma questo si \u00e8 rivelato irrealizzabile senza sacrificare la sacra mucca della retrocompatibilit\u00e0. Alla fine, si \u00e8 rinunciato al Long-Range e \u00e8 rimasto solo il Low-Power, che \u00e8 comunque molto positivo. \u00c8 risultata una miscela di 802.11 + 802.15.4, o pi\u00f9 semplicemente Wi-Fi + ZigBee. Quindi, si pu\u00f2 dire che la nuova tecnologia non \u00e8 un concorrente delle soluzioni LoraWAN, ma al contrario \u00e8 concepita per integrarle.
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\nIniziamo con la cosa pi\u00f9 importante \u2014 Ora nei dispositivi che supportano 802.11ba devono esserci due moduli radio. Apparentemente, osservando 802.11ah\/ax con la loro tecnologia Target Wake Time (TWT), gli ingegneri hanno ritenuto che fosse insufficiente e che fosse necessario ridurre drasticamente il consumo energetico. A questo scopo, lo standard prevede la suddivisione in due tipi diversi di radio: Primary Communication Radio (PCR) e Wake-Up Radio (WUR). Se per la prima \u00e8 tutto chiaro, essendo essa la radio principale che trasmette e riceve dati, con la seconda non \u00e8 cos\u00ec semplice. Di fatto, WUR rappresenta per la maggior parte un dispositivo in ascolto (RX) e dovrebbe consumare pochissima energia per funzionare. Il suo compito principale \u00e8 ricevere il segnale di risveglio dall'AP e attivare il PCR. Questo metodo riduce notevolmente il tempo di avvio a freddo e consente di risvegliare i dispositivi a un orario prestabilito con la massima precisione. Questo \u00e8 molto utile quando si hanno, per esempio, non dieci dispositivi, ma cento e 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, per esempio, in LoRAWAN si applica la metodologia PUSH in cui i dispositivi esecutivi si svegliano da soli e trasmettono qualcosa in radio, mentre il resto del tempo dormono, in questo caso \u00e8 l'AP a decidere quando e quale dispositivo deve svegliarsi, e i dispositivi esecutivi\u2026 non sempre dormono.<\/p>\n

Passiamo ora ai formati dei frame e all'assicurazione della compatibilit\u00e0. Se il 802.11ah come primo tentativo era stato sviluppato per le bande 868\/915 MHz o semplicemente per SUB-1GHz, il 802.11ba \u00e8 gi\u00e0 destinato alle bande 2.4GHz e 5GHz. Nei precedenti \"nuovi\" standard, la compatibilit\u00e0 veniva raggiunta grazie a un preambolo comprensibile per i dispositivi pi\u00f9 vecchi. In altre parole, si contava sempre sul fatto che ai dispositivi pi\u00f9 vecchi non fosse necessariamente richiesta la possibilit\u00e0 di riconoscere l'intero frame; era sufficiente che comprendessero quando questo frame iniziasse e quanto durasse la trasmissione. Questa informazione la ricavano dal preambolo. Anche il 802.11ba non \u00e8 stato un'eccezione, poich\u00e9 lo schema \u00e8 collaudato e consolidato (la questione dei costi la esaminiamo pi\u00f9 avanti).<\/p>\n

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

\"802.11ba
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\nLa preambolo Non-HT e il breve frammento OFDM con modulazione BPSK consentono a tutti i dispositivi 802.11a\/g\/n\/ac\/ax di rilevare l'inizio della trasmissione di questo frame e di non interferire, entrando in modalit\u00e0 di ascolto del canale. Dopo la preambolo segue il campo di sincronizzazione (SYNC), che \u00e8 fondamentalmente l'equivalente di L-STF\/L-LTF. Questo serve a permettere l'adeguamento della frequenza e a sincronizzare il ricevitore del dispositivo. Ed \u00e8 proprio in questo momento che il dispositivo trasmittente passa a una larghezza di banda di 4 MHz. Perch\u00e9? \u00c8 molto semplice. \u00c8 necessario per ridurre la potenza e ottenere un rapporto segnale-potenza rispetto al rumore (SINR) comparabile. Oppure si pu\u00f2 mantenere la potenza com'\u00e8 e ottenere un significativo aumento della distanza di trasmissione. Direi che questa \u00e8 una soluzione piuttosto elegante, che consente anche di ridurre notevolmente le esigenze di alimentazione. Ricordiamo, ad esempio, il popolare ESP8266. In modalit\u00e0 trasmissione con una velocit\u00e0 di bit di 54 Mbps e una potenza di 16 dBm, consuma 196 mA, che \u00e8 estremamente elevato per qualcosa come una CR2032. Se si riduce di cinque volte la larghezza di banda e si abbassa di cinque volte la potenza del trasmettitore, praticamente non perderemo nella distanza di trasmissione, ma il consumo di corrente verr\u00e0 ridotto drasticamente, diciamo, a circa 50 mA. Non che fosse critico per l'AP che trasmette il frame per WUR, ma \u00e8 comunque un miglioramento. Ma per il STA ha gi\u00e0 senso, poich\u00e9 un consumo inferiore consente di utilizzare qualcosa come una CR2032 o batterie progettate per una lunga durata con basse correnti nominali di scarica. Naturalmente, nulla \u00e8 gratis e la riduzione della larghezza di banda porter\u00e0 a una diminuzione della velocit\u00e0 di canale con conseguente aumento del tempo di trasmissione di un singolo frame. <\/p>\n

A proposito della velocit\u00e0 di canale. Lo standard nella sua forma attuale prevede due opzioni: 62,5 Kbps e 250 Kbps. Senti, ZigBee fa capolino? Non \u00e8 un caso, 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, il raggio d'azione dei dispositivi 802.11ba dovrebbe essere maggiore, il che \u00e8 molto utile per scenari IoT all'interno degli edifici.<\/p>\n

Aspetta un attimo... Costringere tutte le stazioni nei paraggi a tacere usando solo 4 MHz della banda da 20 MHz... \"QUESTO \u00c8 UNO SPRECO!\", direte voi e avrete ragione. Ma no, ECCO LO SPRECO REALE!<\/p>\n

\"802.11ba
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\nNello standard \u00e8 prevista la possibilit\u00e0 di utilizzare sottobande da 40 MHz e 80 MHz. I bitrate di ciascuna sottobanda possono essere diversi e, per allineare i tempi di trasmissione, viene aggiunto un Padding alla fine del frame. Cio\u00e8, il dispositivo pu\u00f2 occupare tempo di trasmissione su tutti gli 80 MHz, utilizzandolo solo su 16 MHz. Questo \u00e8 gi\u00e0 un vero spreco.<\/p>\n

A proposito, gli altri dispositivi Wi-Fi non hanno alcuna possibilit\u00e0 di capire cosa stia trasmettendo nell'aria. Questo perch\u00e9 per la codifica dei frame 802.11ba NON viene utilizzato il consueto OFDM. S\u00ec, cos\u00ec, il consorzio ha abbandonato ci\u00f2 che ha funzionato senza problemi per molti anni. Invece del classico OFDM, viene utilizzata la modulazione Multi-Carrier (MC)-OOK. Il canale da 4 MHz viene suddiviso in 16(?) portanti, ognuna delle quali utilizza la codifica di Manchester. Inoltre, il campo DATA \u00e8 logicamente diviso in segmenti di 4 \u03bcs o 2 \u03bcs a seconda del bitrate, e in ciascun segmento un\u2019unit\u00e0 pu\u00f2 essere rappresentata da un livello di codifica basso o alto. Questa \u00e8 una soluzione per evitare lunghe sequenze di zeri o uni. Scrambling al minimo.<\/p>\n

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