Ne taip seniai įvairiuose kituose šaltiniuose ir savo tinklaraštyje kalbėjau apie tai, kad ZigBee mirė ir laikas palaidoti stiuardesę. Norint suteikti gerą veidą blogam žaidimui, kai Thread veikia ant IPv6 ir 6LowPan, pakanka tam labiau tinkančio Bluetooth (LE). Bet apie tai papasakosiu kitą kartą. Šiandien kalbėsime apie tai, kaip komiteto darbo grupė nusprendė pagalvoti po 802.11ah ir nusprendė, kad laikas į 802.11 standartų fondą įtraukti visavertę kažko panašaus į LRLP (Long-Range Low-Power) versiją. į LoRA. Bet pasirodė, kad to neįmanoma įgyvendinti nepaskerdus šventos atgalinio suderinamumo karvės. Dėl to Long-Range buvo atsisakyta ir liko tik Low-Power, o tai taip pat labai gerai. Rezultatas buvo 802.11 + 802.15.4 arba tiesiog Wi-Fi + ZigBee mišinys. Tai yra, galime teigti, kad naujoji technologija nėra LoraWAN sprendimų konkurentė, o, priešingai, yra kuriama juos papildyti.
Taigi, pradėkime nuo svarbiausio dalyko – dabar 802.11ba palaikantys įrenginiai turėtų turėti du radijo modulius. Matyt, pažvelgę į 802.11ah/ax su Target Wake Time (TWT) technologija, inžinieriai nusprendė, kad to nepakanka ir reikia radikaliai sumažinti energijos sąnaudas. Kodėl standartas numato skirstymą į du skirtingus radijo tipus – pirminio ryšio radiją (PCR) ir Wake-Up radiją (WUR). Jei su pirmuoju viskas aišku, tai yra pagrindinis radijas, jis perduoda ir priima duomenis, tada su antruoju tai nėra tiek daug. Tiesą sakant, WUR dažniausiai yra pasiklausymo įrenginys (RX) ir skirtas naudoti labai mažai energijos. Pagrindinė jo užduotis yra gauti pažadinimo signalą iš AP ir įjungti PGR. Tai reiškia, kad šis metodas žymiai sumažina šalto paleidimo laiką ir leidžia maksimaliai tiksliai pažadinti įrenginius tam tikru metu. Tai labai naudinga, kai turite, tarkime, ne dešimt įrenginių, o šimtą dešimt ir su kiekvienu iš jų reikia keistis duomenimis per trumpą laiką. Be to, pabudimo dažnio ir periodiškumo logika persikelia į AP pusę. Jeigu, tarkime, LoRAWAN taiko PUSH metodiką, kai pavaros pačios pabunda ir ką nors perduoda eteryje, o likusį laiką miega, tai tokiu atveju, priešingai, AP nusprendžia, kada ir kuris įrenginys turi pabusti, o pačios pavaros... ne visada miega.
Dabar pereikime prie rėmelių formatų ir suderinamumo. Jei 802.11ah, kaip pirmasis bandymas, buvo sukurtas 868/915 MHz juostoms arba tiesiog SUB-1GHz, tai 802.11ba jau skirtas 2.4GHz ir 5GHz juostoms. Ankstesniuose „naujuose“ standartuose suderinamumas buvo pasiektas naudojant senesniems įrenginiams suprantamą preambulę. Tai yra, visada buvo skaičiuojama, kad senesni įrenginiai nebūtinai turi atpažinti visą kadrą, jiems pakanka suprasti, kada šis kadras prasidės ir kiek truks perdavimas. Būtent šią informaciją jie paima iš preambulės. 802.11ba nebuvo išimtis, nes schema yra įrodyta ir įrodyta (kol kas ignoruosime išlaidų klausimą).
Dėl to 802.11ba rėmas atrodo maždaug taip:
Ne HT preambulė ir trumpas OFDM fragmentas su BPSK moduliacija leidžia visiems 802.11a/g/n/ac/ax įrenginiams išgirsti šio kadro perdavimo pradžią ir netrukdyti pereinant į transliacijos klausymo režimą. Po preambulės ateina sinchronizacijos laukas (SYNC), kuris iš esmės yra L-STF/L-LTF analogas. Jis naudojamas tam, kad būtų galima reguliuoti dažnį ir sinchronizuoti įrenginio imtuvą. Ir būtent šiuo metu siųstuvas persijungia į kitą 4 MHz kanalo plotį. Kam? Viskas labai paprasta. Tai būtina, kad būtų galima sumažinti galią ir pasiekti panašų signalo ir triukšmo santykį (SINR). Arba palikite galią tokią, kokia yra, ir žymiai padidinkite perdavimo diapazoną. Sakyčiau, tai labai elegantiškas sprendimas, leidžiantis gerokai sumažinti maitinimo šaltiniams keliamus reikalavimus. Prisiminkime, pavyzdžiui, populiarųjį ESP8266. Perdavimo režimu, naudojant 54 Mbps bitų spartą ir 16 dBm galią, jis sunaudoja 196 mA, o tai yra nepaprastai daug, pavyzdžiui, CR2032. Jei sumažinsime kanalo plotį penkis kartus, o siųstuvo galią sumažinsime penkis kartus, tai perdavimo diapazone praktiškai neprarasime, tačiau srovės suvartojimas sumažės maždaug iki 50 mA. Tai nėra labai svarbu AP, kuri perduoda WUR kadrą, tačiau tai vis tiek nėra blogai. Tačiau STA tai jau yra prasminga, nes mažesnės sąnaudos leidžia naudoti kažką panašaus į CR2032 arba baterijas, skirtas ilgalaikiam energijos kaupimui su mažomis vardinėmis iškrovos srovėmis. Žinoma, nieko nėra nemokamai, o sumažinus kanalo plotį sumažės kanalo greitis, atitinkamai padidinus vieno kadro perdavimo laiką.
Beje, apie kanalo greitį. Dabartinės formos standartas siūlo dvi parinktis: 62.5 Kbps ir 250 Kbps. Ar jaučiate ZigBee kvapą? Tai nėra lengva, nes jo kanalo plotis yra 2Mhz, o ne 4Mhz, bet kitokio tipo moduliacija su didesniu spektro tankiu. Dėl to 802.11ba įrenginių diapazonas turėtų būti didesnis, o tai labai naudinga patalpų IoT scenarijams.
Nors, palaukite... Priverčiant tylėti visas rajone esančias stotis, naudojant tik 4 MHz iš 20 MHz dažnių juostos... „TAI NEŠVAISTYMAS! - pasakysi ir būsi teisus. Bet ne, TAI TIKROSIOS ATLIEKOS!
Standartas suteikia galimybę naudoti 40 MHz ir 80 MHz antrinius kanalus. Tokiu atveju kiekvieno antrinio kanalo bitų dažnis gali būti skirtingas, o kad sutaptų transliacijos laikas, kadro pabaigoje pridedamas užpildymas. Tai yra, įrenginys gali užimti eterio laiką visais 80 MHz dažniais, bet naudoti jį tik 16 MHz. Tai tikra atliekos.
Beje, aplinkiniai „Wi-Fi“ įrenginiai neturi galimybės suprasti, kas ten transliuojama. Kadangi įprastas OFDM NĖRA naudojamas 802.11ba kadrams koduoti. Taip, kaip tik taip, aljansas garsiai atsisakė to, kas daugelį metų veikė nepriekaištingai. Vietoj klasikinio OFDM naudojama Multi-Carrier (MC)-OOK moduliacija. 4MHz kanalas yra padalintas į 16(?) antrinių nešlių, kurių kiekvienas naudoja Mančesterio kodavimą. Tuo pačiu metu pats DATA laukas taip pat logiškai suskirstytas į 4 μs arba 2 μs segmentus, priklausomai nuo bitų spartos, ir kiekviename tokiame segmente žemas arba aukštas kodavimo lygis gali atitikti vieną. Tai yra sprendimas norint išvengti ilgos nulių ar vienetų sekos. Kvailas dėl minimalių atlyginimų.
MAC lygis taip pat labai supaprastintas. Jame yra tik šie laukai:
- Rėmo valdymas
Gali turėti reikšmes „Beacon“, „WuP“, „Discovery“ ar bet kurią kitą pardavėjo pasirinktą vertę.
Švyturys naudojamas laiko sinchronizavimui, WuP skirtas pažadinti vieną ar grupę įrenginių, o Discovery veikia priešinga kryptimi nuo STA iki AP ir yra skirtas rasti prieigos taškus, palaikančius 802.11ba. Šiame lauke taip pat nurodomas kadro ilgis, jei jis viršija 48 bitus. - ID
Priklausomai nuo kadro tipo, jis gali identifikuoti AP arba STA, arba STA grupę, kuriai šis kadras yra skirtas. (Taip, įrenginius galite pažadinti grupėse, tai vadinama grupinio perdavimo pažadinimu ir tai gana šaunu).
- Priklausomas nuo tipo (TD)
Gana lanksti sritis. Būtent jame galima perduoti tikslų laiką, signalą apie programinės įrangos/konfigūracijos atnaujinimą su versijos numeriu arba ką nors naudingo, apie ką STA turėtų žinoti.
- Rėmelio kontrolinės sumos laukas (FCS)
Čia viskas paprasta. Tai yra kontrolinė suma
Tačiau norint, kad technologija veiktų, neužtenka tiesiog nusiųsti reikiamo formato kadrą. STA ir AP turi susitarti. STA praneša savo parametrus, įskaitant laiką, reikalingą PGR inicijavimui. Visos derybos vyksta naudojant įprastus 802.11 kadrus, po kurių STA gali išjungti PGR ir pereiti į WUR įjungimo režimą. O gal net išsimiegok, jei įmanoma. Nes jei jis yra, tada geriau jį naudoti.
Toliau eina šiek tiek daugiau brangių miliampervalandžių, vadinamų WUR darbo ciklu. Nėra nieko sudėtingo, tiesiog STA ir AP, pagal analogiją, kaip buvo TWT, susitaria dėl miego grafiko. Po to STA dažniausiai miega, retkarčiais įjungdamas WUR, kad pasiklausytų „Ar man atėjo kas nors naudingo? Ir tik esant reikalui, jis pažadina pagrindinį radijo modulį srauto mainams.
Radikaliai pakeičia situaciją lyginant su TWT ir U-APSD, ar ne?
O dabar svarbus niuansas, apie kurį iškart negalvoji. WUR neturi veikti tuo pačiu dažniu kaip pagrindinis modulis. Priešingai, pageidautina ir rekomenduojama, kad jis veiktų kitu kanalu. Šiuo atveju 802.11ba funkcionalumas jokiu būdu netrukdo tinklo darbui ir, priešingai, gali būti naudojamas siųsti naudingai informacijai. Vieta, kaimynų sąrašas ir daug daugiau pagal kitus 802.11 standartus, pavyzdžiui, 802.11k/v. O kokie privalumai atsiveria Mesh tinklams... Bet tai jau atskiro straipsnio tema.
Kalbant apie paties standarto, kaip dokumento, likimą . Tai yra, šiemet galime tikėtis tikro standarto ar bent jau pirmųjų diegimų. Tik laikas parodys, kaip jis bus paplitęs.
Tokie dalykai... (c) .
Rekomenduojama literatūra:
Šaltinis: www.habr.com