เมื่อไม่นานมานี้ ในแหล่งข้อมูลอื่นๆ และในบล็อกของฉัน ฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับข้อเท็จจริงที่ว่า ZigBee เสียชีวิตแล้ว และถึงเวลาที่จะฝังศพพนักงานต้อนรับบนเครื่องบิน เพื่อที่จะเผชิญหน้ากับเกมที่ไม่ดีโดยที่ Thread ทำงานบน IPv6 และ 6LowPan บลูทูธ (LE) ที่เหมาะสมกว่าสำหรับสิ่งนี้ก็เพียงพอแล้ว แต่ฉันจะบอกคุณเกี่ยวกับเรื่องนี้อีกครั้ง วันนี้เราจะพูดถึงวิธีที่คณะทำงานของคณะกรรมการตัดสินใจคิดสองครั้งหลังจาก 802.11ah และตัดสินใจว่าถึงเวลาแล้วที่จะต้องเพิ่มเวอร์ชันเต็มของบางอย่าง เช่น LRLP (Long-Range Low-Power) ลงในกลุ่มมาตรฐาน 802.11 ที่คล้ายกัน ถึง LoRA แต่สิ่งนี้กลับกลายเป็นว่าเป็นไปไม่ได้เลยที่จะนำไปใช้โดยไม่ต้องฆ่าวัวศักดิ์สิทธิ์ที่มีความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง ผลก็คือ Long-Range ถูกยกเลิกและเหลือเพียง Low-Power เท่านั้น ซึ่งถือว่าดีมากเช่นกัน ผลลัพธ์คือส่วนผสมของ 802.11 + 802.15.4 หรือเพียงแค่ Wi-Fi + ZigBee นั่นคือเราสามารถพูดได้ว่าเทคโนโลยีใหม่ไม่ใช่คู่แข่งของโซลูชัน LoraWAN แต่ในทางกลับกันกำลังถูกสร้างขึ้นเพื่อเสริมพวกมัน
เริ่มจากสิ่งที่สำคัญที่สุดกันดีกว่า - ตอนนี้อุปกรณ์ที่รองรับ 802.11ba ควรมีโมดูลวิทยุสองโมดูล เห็นได้ชัดว่าเมื่อพิจารณาที่ 802.11ah/ax ด้วยเทคโนโลยี Target Wake Time (TWT) แล้ว วิศวกรก็ตัดสินใจว่านี่ยังไม่เพียงพอ และจำเป็นต้องลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก เหตุใดมาตรฐานจึงกำหนดให้แบ่งออกเป็นสองประเภทที่แตกต่างกันของวิทยุ - วิทยุสื่อสารหลัก (PCR) และวิทยุปลุก (WUR) หากทุกอย่างชัดเจนในสิ่งแรกนี่คือวิทยุหลักที่ส่งและรับข้อมูลจากนั้นในวินาทีก็ไม่มากนัก ในความเป็นจริง WUR ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์การฟัง (RX) และได้รับการออกแบบมาให้ใช้พลังงานน้อยมากในการทำงาน หน้าที่หลักคือการรับสัญญาณปลุกจาก AP และเปิดใช้งาน PCR นั่นคือวิธีการนี้จะช่วยลดเวลาเริ่มต้นเย็นลงอย่างมากและช่วยให้คุณสามารถปลุกอุปกรณ์ในเวลาที่กำหนดด้วยความแม่นยำสูงสุด สิ่งนี้มีประโยชน์มากเมื่อคุณมีอุปกรณ์ไม่ใช่สิบเครื่อง แต่มีหนึ่งร้อยสิบเครื่องและคุณต้องแลกเปลี่ยนข้อมูลกับแต่ละอุปกรณ์ในช่วงเวลาสั้น ๆ นอกจากนี้ ตรรกะของความถี่และช่วงเวลาของการตื่นจะเคลื่อนไปทางด้าน AP หาก LoRAWAN ใช้วิธีการ PUSH เมื่อตัวกระตุ้นตื่นขึ้นและส่งอะไรบางอย่างในอากาศ และนอนหลับตลอดเวลา ในทางกลับกัน ในกรณีนี้ AP จะตัดสินใจว่าอุปกรณ์ใดควรตื่นเมื่อใด และ ตัวกระตุ้นเอง...ก็ไม่ได้หลับตลอด
ตอนนี้เรามาดูรูปแบบเฟรมและความเข้ากันได้กันดีกว่า หาก 802.11ah เป็นความพยายามครั้งแรกที่ถูกสร้างขึ้นสำหรับแถบความถี่ 868/915 MHz หรือเพียง SUB-1GHz แสดงว่า 802.11ba ได้รับการออกแบบมาเพื่อแถบความถี่ 2.4GHz และ 5GHz อยู่แล้ว ในมาตรฐาน "ใหม่" ก่อนหน้านี้ ความเข้ากันได้ทำได้ผ่านคำนำที่อุปกรณ์รุ่นเก่าสามารถเข้าใจได้ นั่นคือ มีการคำนวณมาโดยตลอดว่าอุปกรณ์รุ่นเก่าไม่จำเป็นต้องสามารถจดจำทั้งเฟรมได้ แต่ก็เพียงพอแล้วสำหรับพวกเขาที่จะเข้าใจว่าเฟรมนี้จะเริ่มเมื่อใดและระยะเวลาการส่งข้อมูลจะคงอยู่นานเท่าใด เป็นข้อมูลที่พวกเขานำมาจากคำนำ 802.11ba ก็ไม่มีข้อยกเว้น เนื่องจากโครงการนี้ได้รับการพิสูจน์และพิสูจน์แล้ว (เราจะเพิกเฉยต่อปัญหาเรื่องต้นทุนในตอนนี้)
ด้วยเหตุนี้ เฟรม 802.11ba จึงมีลักษณะดังนี้:
คำนำที่ไม่ใช่ HT และแฟรกเมนต์ OFDM สั้นๆ พร้อมการปรับ BPSK ช่วยให้อุปกรณ์ 802.11a/g/n/ac/ax ทั้งหมดได้ยินการเริ่มต้นการส่งสัญญาณของเฟรมนี้ และไม่รบกวน โดยเข้าสู่โหมดการฟังแบบออกอากาศ หลังจากคำนำมาถึงฟิลด์การซิงโครไนซ์ (SYNC) ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเป็นอะนาล็อกของ L-STF/L-LTF ทำหน้าที่ทำให้สามารถปรับความถี่และซิงโครไนซ์ตัวรับสัญญาณของอุปกรณ์ได้ และในขณะนี้เองที่อุปกรณ์ส่งสัญญาณจะเปลี่ยนไปใช้ความกว้างของช่องสัญญาณอื่นที่ 4 MHz เพื่ออะไร? ทุกอย่างง่ายมาก นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้สามารถลดกำลังได้และสามารถบรรลุอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (SINR) ที่เทียบเคียงได้ หรือปล่อยให้กำลังดังเดิมและทำให้ช่วงการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นอย่างมาก ฉันจะบอกว่านี่เป็นโซลูชันที่หรูหรามาก ซึ่งช่วยให้สามารถลดความต้องการอุปกรณ์จ่ายไฟได้อย่างมาก ยกตัวอย่างเช่น ESP8266 ยอดนิยม ในโหมดการส่งที่ใช้บิตเรต 54 Mbps และกำลัง 16dBm จะใช้ 196 mA ซึ่งสูงมากสำหรับบางอย่างเช่น CR2032 หากเราลดความกว้างของช่องสัญญาณลงห้าเท่าและลดกำลังของเครื่องส่งสัญญาณลงห้าเท่า เราจะไม่สูญเสียช่วงการส่งสัญญาณในทางปฏิบัติ แต่ปริมาณการใช้กระแสไฟจะลดลงประมาณ 50 mA ไม่ใช่ว่านี่เป็นสิ่งสำคัญในส่วนของ AP ที่ส่งเฟรมสำหรับ WUR แต่ก็ยังไม่ได้แย่ แต่สำหรับ STA สิ่งนี้ก็สมเหตุสมผลอยู่แล้ว เนื่องจากการสิ้นเปลืองพลังงานที่น้อยลงทำให้สามารถใช้บางอย่างเช่น CR2032 หรือแบตเตอรี่ที่ออกแบบมาเพื่อการจัดเก็บพลังงานในระยะยาวโดยมีกระแสคายประจุที่พิกัดต่ำ แน่นอนว่าไม่มีอะไรได้มาฟรีๆ และการลดความกว้างของช่องสัญญาณจะทำให้ความเร็วของช่องสัญญาณลดลงพร้อมกับเพิ่มเวลาในการส่งข้อมูลหนึ่งเฟรมตามลำดับ
โดยวิธีการเกี่ยวกับความเร็วของช่อง มาตรฐานในรูปแบบปัจจุบันมีสองตัวเลือก: 62.5 Kbps และ 250 Kbps คุณรู้สึกถึงกลิ่นของ ZigBee หรือไม่? นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายเนื่องจากมีความกว้างของช่องสัญญาณ 2Mhz แทนที่จะเป็น 4Mhz แต่เป็นการปรับประเภทอื่นที่มีความหนาแน่นของสเปกตรัมสูงกว่า เป็นผลให้ช่วงของอุปกรณ์ 802.11ba ควรมากขึ้น ซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับสถานการณ์ IoT ภายในอาคาร
แม้ว่า โปรดรอสักครู่... บังคับให้ทุกสถานีในพื้นที่เงียบเสียง ขณะใช้คลื่นความถี่ 4 MHz เพียง 20 MHz เท่านั้น... “มันเสียเปล่า!” - คุณจะพูดและคุณจะพูดถูก แต่ไม่ นี่คือขยะที่แท้จริง!
มาตรฐานนี้ให้ความสามารถในการใช้ช่องสัญญาณย่อย 40 MHz และ 80 MHz ในกรณีนี้ บิตเรตของแต่ละช่องย่อยอาจแตกต่างกัน และเพื่อให้ตรงกับเวลาในการออกอากาศ จะมีการเพิ่ม Padding ที่ส่วนท้ายของเฟรม นั่นคืออุปกรณ์สามารถครอบครองเวลาออกอากาศได้ทั้งหมด 80 MHz แต่ใช้เฉพาะบน 16 MHz เท่านั้น นี่เป็นของเสียจริง
อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ Wi-Fi โดยรอบไม่มีโอกาสเข้าใจสิ่งที่กำลังออกอากาศที่นั่น เนื่องจาก OFDM ปกติไม่ได้ใช้ในการเข้ารหัสเฟรม 802.11ba ใช่ เช่นนั้น พันธมิตรก็ละทิ้งสิ่งที่ทำงานได้อย่างไร้ที่ติมานานหลายปีอย่างโด่งดัง แทนที่จะใช้ OFDM แบบคลาสสิก จะใช้การปรับแบบ Multi-Carrier (MC)-OOK ช่องสัญญาณ 4MHz แบ่งออกเป็นคลื่นพาหะย่อย 16(?) ซึ่งแต่ละคลื่นใช้การเข้ารหัสแมนเชสเตอร์ ในเวลาเดียวกัน เขตข้อมูล DATA เองก็ถูกแบ่งตามตรรกะออกเป็นส่วนๆ 4 μs หรือ 2 μs ขึ้นอยู่กับบิตเรต และในแต่ละส่วนนั้น ระดับการเข้ารหัสต่ำหรือสูงสามารถสัมพันธ์กับระดับหนึ่งได้ นี่คือวิธีแก้ปัญหาเพื่อหลีกเลี่ยงการเรียงลำดับเลขศูนย์หรือเลขลำดับที่ยาว การแย่งชิงค่าแรงขั้นต่ำ
ระดับ MAC นั้นง่ายมากเช่นกัน มีเฉพาะฟิลด์ต่อไปนี้:
- การควบคุมเฟรม
สามารถใช้ค่า Beacon, WuP, Discovery หรือค่าอื่นใดที่ผู้ขายเลือกได้
บีคอนใช้สำหรับการซิงโครไนซ์เวลา WuP ได้รับการออกแบบมาเพื่อปลุกอุปกรณ์หนึ่งหรือกลุ่ม และ Discovery ทำงานในทิศทางตรงกันข้ามจาก STA ไปยัง AP และได้รับการออกแบบเพื่อค้นหาจุดเชื่อมต่อที่รองรับ 802.11ba ฟิลด์นี้ยังประกอบด้วยความยาวของเฟรมด้วยหากเกิน 48 บิต - ID
ขึ้นอยู่กับประเภทของเฟรม สามารถระบุ AP หรือ STA หรือกลุ่มของ STA ที่ต้องการเฟรมนี้ได้ (ใช่ คุณสามารถปลุกอุปกรณ์เป็นกลุ่มได้ ซึ่งเรียกว่าการปลุกแบบกลุ่มแคสต์ ซึ่งถือว่าดีมาก)
- ขึ้นอยู่กับประเภท (TD)
สนามค่อนข้างยืดหยุ่น โดยสามารถส่งข้อมูลเวลาที่แน่นอน สัญญาณเกี่ยวกับการอัพเดตเฟิร์มแวร์/การกำหนดค่าด้วยหมายเลขเวอร์ชัน หรือบางสิ่งที่เป็นประโยชน์ที่ STA ควรทราบ
- ฟิลด์เช็คซัมเฟรม (FCS)
ทุกอย่างเรียบง่ายที่นี่ นี่คือเช็คซัม
แต่เพื่อให้เทคโนโลยีใช้งานได้การส่งเฟรมในรูปแบบที่ต้องการเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ STA และ AP จะต้องตกลงกัน STA รายงานพารามิเตอร์ รวมถึงเวลาที่ต้องใช้ในการเริ่มต้น PCR การเจรจาทั้งหมดเกิดขึ้นโดยใช้เฟรม 802.11 ปกติ หลังจากนั้น STA จะสามารถปิดใช้งาน PCR และเข้าสู่โหมดเปิดใช้งาน WUR ได้ หรืออาจนอนหลับบ้างถ้าเป็นไปได้ เพราะถ้ามีอยู่แล้วก็ควรใช้มันจะดีกว่า
ต่อไปเป็นการบีบชั่วโมงอันมีค่าอีกเล็กน้อยที่เรียกว่า WUR Duty Cycle ไม่มีอะไรซับซ้อนเพียงแค่ STA และ AP โดยการเปรียบเทียบกับ TWT ที่เป็นอยู่นั้นเห็นด้วยกับตารางการนอนหลับ หลังจากนั้น STA ก็มักจะหลับ โดยเปิด WUR เป็นระยะๆ เพื่อฟัง “มีอะไรที่เป็นประโยชน์สำหรับฉันบ้าง” และหากจำเป็นเท่านั้น โมดูลวิทยุหลักจะปลุกเพื่อแลกเปลี่ยนการรับส่งข้อมูล
สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับ TWT และ U-APSD ใช่ไหม?
และตอนนี้ถึงความแตกต่างที่สำคัญที่คุณไม่ได้นึกถึงในทันที WUR ไม่จำเป็นต้องทำงานที่ความถี่เดียวกันกับโมดูลหลัก ในทางตรงกันข้าม เป็นที่พึงปรารถนาและแนะนำให้ทำงานในช่องทางอื่น ในกรณีนี้ฟังก์ชัน 802.11ba จะไม่รบกวนการทำงานของเครือข่าย แต่อย่างใด และสามารถใช้เพื่อส่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์ได้ ตำแหน่ง รายชื่อเพื่อนบ้าน และอื่นๆ อีกมากมายภายในมาตรฐาน 802.11 อื่นๆ เช่น 802.11k/v และข้อดีใดบ้างที่เปิดกว้างสำหรับเครือข่าย Mesh... แต่นี่คือหัวข้อของบทความแยกต่างหาก
ส่วนเรื่องชะตากรรมของมาตรฐานนั้นเองก็เป็นเอกสารอยู่แล้ว . นั่นคือในปีนี้เราสามารถคาดหวังมาตรฐานที่แท้จริงหรืออย่างน้อยก็มีการใช้งานครั้งแรก เวลาเท่านั้นที่จะบอกได้ว่ามันจะแพร่หลายขนาดไหน
สิ่งนั้น... (ค) .
การอ่านที่แนะนำ:
ที่มา: will.com