{"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\/sv\/blog\/administrirovanie\/802-11ba-wur-ili-kak-skrestit-uzha-s-ezhom","title":{"rendered":"802.11ba (WUR) eller hur man korsar en snok med en igelkott","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Inte s\u00e5 l\u00e4nge sedan ber\u00e4ttade jag p\u00e5 olika plattformar och i min blogg att ZigBee \u00e4r d\u00f6d och att det \u00e4r dags att begrava teknologin. F\u00f6r att g\u00f6ra en bra min vid ett d\u00e5ligt spel med Thread, som fungerar ovanp\u00e5 IPv6 och 6LowPan, beh\u00f6vs det en mer anpassad version av Bluetooth (LE). Men det f\u00e5r jag ta en annan g\u00e5ng. I dag handlar det om hur arbetsgruppen i kommitt\u00e9n kom p\u00e5 andra tankar efter 802.11ah och beslutade att det var dags att l\u00e4gga till en helt\u00e4ckande version av n\u00e5got som liknar LRLP (Long-Range Low-Power) i standarderna f\u00f6r 802.11, inspirerat av LoRA. Men det visade sig vara om\u00f6jligt utan att sk\u00e4ra ner p\u00e5 den heliga kon av bak\u00e5tkompatibilitet. Resultatet blev att de avstod fr\u00e5n Long-Range och beh\u00f6ll enbart Low-Power, vilket ocks\u00e5 \u00e4r mycket bra. Det blev en blandning av 802.11 + 802.15.4 eller enkelt sagt Wi-Fi + ZigBee. S\u00e5 man kan s\u00e4ga att den nya teknologin inte \u00e4r en konkurrent till LoRaWAN-l\u00f6sningar, utan snarare skapad f\u00f6r att komplettera dem.
\n<\/a><\/noindex>
\nS\u00e5, l\u00e5t oss b\u00f6rja med det mest grundl\u00e4ggande \u2013 Nu ska enheter som st\u00f6djer 802.11ba ha tv\u00e5 radiomoduler. Tydligen, efter att ha sett p\u00e5 802.11ah\/ax med deras teknologi f\u00f6r m\u00e5linriktad vakttid (TWT), best\u00e4mde ingenj\u00f6rerna att detta inte var tillr\u00e4ckligt och att energif\u00f6rbrukningen beh\u00f6vde minska radikalt. F\u00f6r detta f\u00f6ruts\u00e4tter standarden uppdelning i tv\u00e5 olika typer av radio \u2013 Prim\u00e4r Kommunikationsradio (PCR) och Vaknaradiomodul (WUR). Om det f\u00f6rsta \u00e4r klart och tydligt, allts\u00e5 den huvudsakliga radion som s\u00e4nder och tar emot data, s\u00e5 \u00e4r det andra mer oklart. Faktiskt sett \u00e4r WUR i stort sett en lyssnande enhet (RX) och enligt planen ska den konsumera mycket lite energi f\u00f6r att fungera. Dess huvuduppgift \u00e4r att ta emot ett v\u00e4ckningssignal fr\u00e5n AP och aktivera PCR. Detta inneb\u00e4r att metoden avsev\u00e4rt minskar tiden f\u00f6r kallstart och m\u00f6jligg\u00f6r att v\u00e4cka enheter vid en angiven tid med maximal noggrannhet. Detta \u00e4r mycket anv\u00e4ndbart n\u00e4r du kanske har inte tio enheter, utan hundra tio och beh\u00f6ver utbyta data med var och en av dem p\u00e5 kort tid. Dessutom \u00f6verf\u00f6rs logiken f\u00f6r frekvens och v\u00e4ckningsperioder till AP. Om vi s\u00e4ger att i LoRAWAN anv\u00e4nds en PUSH-metodik d\u00e4r utf\u00f6randeenheterna sj\u00e4lva vaknar och s\u00e4nder n\u00e5got, medan de andra tiden sover, s\u00e5 \u00e4r det i detta fall tv\u00e4rtom; AP best\u00e4mmer n\u00e4r och vilken enhet som ska v\u00e4ckas, medan sj\u00e4lva utf\u00f6randeenheterna... inte alltid sover.<\/p>\n

Nu g\u00e5r vi vidare till ramformat och s\u00e4kerst\u00e4llande av kompatibilitet. Om 802.11ah som ett f\u00f6rsta f\u00f6rs\u00f6k skapades f\u00f6r frekvensomr\u00e5dena 868\/915 MHz eller helt enkelt SUB-1GHz, s\u00e5 \u00e4r 802.11ba redan avsett f\u00f6r frekvensomr\u00e5dena 2.4GHz och 5GHz. I tidigare \"nya\" standarder uppn\u00e5ddes kompatibilitet genom att anv\u00e4nda en preambel som var begriplig f\u00f6r \u00e4ldre enheter. Det vill s\u00e4ga, det har alltid varit s\u00e5 att \u00e4ldre enheter inte n\u00f6dv\u00e4ndigtvis beh\u00f6ver kunna k\u00e4nna igen hela ramen, de m\u00e5ste bara f\u00f6rst\u00e5 n\u00e4r denna ram b\u00f6rjar och hur l\u00e4nge \u00f6verf\u00f6ringen kommer att p\u00e5g\u00e5. Denna information f\u00e5r de fr\u00e5n preamblen. 802.11ba \u00e4r inget undantag, eftersom schemat \u00e4r bepr\u00f6vat och v\u00e4l fungerande (fr\u00e5gan om kostnader l\u00e4mnar vi \u00e5t sidan f\u00f6r nu).<\/p>\n

Resultatet \u00e4r att ramen f\u00f6r 802.11ba ser ut p\u00e5 f\u00f6ljande s\u00e4tt:<\/p>\n

\"802.11ba
\n
\nNon-HT-preambul\u00e4ren och korta OFDM-fragmentet med BPSK-modulering g\u00f6r att alla enheter 802.11a\/g\/n\/ac\/ax kan h\u00f6ra b\u00f6rjan av s\u00e4ndningen av detta paket och inte st\u00f6ra, utan g\u00e5 in i lyssningsl\u00e4ge. Efter preamblen f\u00f6ljer synkroniseringsf\u00e4ltet (SYNC) som i praktiken \u00e4r en motsvarighet till L-STF\/L-LTF. Det syftar till att ge m\u00f6jlighet att justera frekvensen och synkronisera mottagaren av enheten. Just i detta \u00f6gonblick v\u00e4xlar s\u00e4ndande enhet till en annan kanalbredd p\u00e5 4 MHz. Varf\u00f6r? Det \u00e4r ganska enkelt. Det \u00e4r n\u00f6dv\u00e4ndigt f\u00f6r att kunna s\u00e4nka effekten och uppn\u00e5 en j\u00e4mf\u00f6rbar signal-till-brus-f\u00f6rh\u00e5llande (SINR). Alternativt kan vi beh\u00e5lla effekten of\u00f6r\u00e4ndrad och uppn\u00e5 en betydande \u00f6kning av \u00f6verf\u00f6ringsr\u00e4ckvidden. Jag skulle s\u00e4ga att det \u00e4r en ganska elegant l\u00f6sning, dessutom m\u00f6jligg\u00f6r den betydligt l\u00e4gre krav p\u00e5 str\u00f6mf\u00f6rs\u00f6rjningen. Vi kan till exempel t\u00e4nka p\u00e5 den popul\u00e4ra ESP8266. I s\u00e4ndningsl\u00e4ge, med en bitrate p\u00e5 54 Mbps och en effekt p\u00e5 16dBm, drar den 196 mA, vilket \u00e4r oerh\u00f6rt mycket f\u00f6r n\u00e5got som CR2032. Om vi minskar kanalbredden fem g\u00e5nger och s\u00e4nker s\u00e4ndarteffekten fem g\u00e5nger, kommer vi praktiskt taget inte f\u00f6rlora p\u00e5 \u00f6verf\u00f6ringsr\u00e4ckvidden, men str\u00f6mf\u00f6rbrukningen kan sjunka till cirka 50 mA. Det \u00e4r inte s\u00e5 kritiskt ur AP:s synvinkel som s\u00e4nder ramen f\u00f6r WUR, men i alla fall bra. F\u00f6r STA har det redan betydelse, eftersom en l\u00e4gre f\u00f6rbrukning m\u00f6jligg\u00f6r anv\u00e4ndning av n\u00e5got som CR2032 eller batterier avsedda f\u00f6r l\u00e5ngvarig energigasmedling med l\u00e5ga nominella urladdningsstr\u00f6m. Naturligtvis f\u00e5r man ingenting gratis, och en minskning av kanalbredden leder till en minskning av kanalens hastighet med \u00f6kad \u00f6verf\u00f6ringstid f\u00f6r ett paket. <\/p>\n

F\u00f6rresten, om kanalens hastighet. Standarden i dess nuvarande tillst\u00e5nd tillhandah\u00e5ller tv\u00e5 alternativ: 62,5 Kbps och 250 Kbps. K\u00e4nner ni igen ZigBee? Det \u00e4r ingen tillf\u00e4llighet, eftersom det har en kanalbred p\u00e5 2 MHz ist\u00e4llet f\u00f6r 4 MHz, men en annan typ av modulering med h\u00f6gre spektral densitet. Som ett resultat b\u00f6r r\u00e4ckvidden f\u00f6r 802.11ba-enheter vara st\u00f6rre, vilket \u00e4r f\u00f6rdelaktigt f\u00f6r IoT-scenarier inomhus.<\/p>\n

Men v\u00e4nta lite... Att tvinga alla stationer i omr\u00e5det att vara tysta med endast 4 MHz av 20 MHz-bandet... \"DET \u00c4R JU SL\u00d6SERI!\" - s\u00e4ger ni, och ni har r\u00e4tt. Men nej, DETTA \u00c4R VERKLIGT SL\u00d6SERI!<\/p>\n

\"802.11ba
\n
\nStandarden har inbyggd m\u00f6jlighet att anv\u00e4nda underkanaler p\u00e5 40 MHz och 80 MHz. Samtidigt kan bithastigheterna f\u00f6r varje underkanal vara olika, och f\u00f6r att synkronisera s\u00e4ndningen l\u00e4ggs padding till i slutet av ramen. Det vill s\u00e4ga att enheten kan anv\u00e4nda alla 80 MHz f\u00f6r s\u00e4ndning, men bara anv\u00e4nda 16 MHz. Det \u00e4r redan riktigt sl\u00f6seri.<\/p>\n

F\u00f6rresten har de omgivande Wi-Fi-enheterna ingen chans att f\u00f6rst\u00e5 vad som s\u00e4nds i luften. F\u00f6r kodningen av 802.11ba-ramar anv\u00e4nds INTE det v\u00e4lbekanta OFDM. Ja, s\u00e5 h\u00e4r avf\u00e4rdade alliansen n\u00e5got som har fungerat felfritt i m\u00e5nga \u00e5r. Ist\u00e4llet f\u00f6r klassiskt OFDM anv\u00e4nds Multi-Carrier (MC)-OOK-modulation. Kanalen p\u00e5 4MHz delas upp i 16(?) b\u00e4rv\u00e5gor, var och en som anv\u00e4nder Manchester-kodning. Samtidigt \u00e4r sj\u00e4lva DATA-f\u00e4ltet logiskt uppdelat i segment p\u00e5 4 \u03bcs eller 2 \u03bcs beroende p\u00e5 bithastigheten, d\u00e4r varje s\u00e5dant segment kan representeras av en l\u00e5g eller h\u00f6g kodningsniv\u00e5. En s\u00e5dan l\u00f6sning f\u00f6r att undvika l\u00e5nga sekvenser av nollor eller ettor. Scrambling p\u00e5 minimumniv\u00e5.<\/p>\n

\"802.11ba
\n
\nMAC-niv\u00e5n \u00e4r ocks\u00e5 oerh\u00f6rt f\u00f6renklad. Den inneh\u00e5ller endast f\u00f6ljande f\u00e4lt:<\/p>\n