IEEE 802.15 - IEEE 802.15

IEEE 802.15 este un grup de lucru al Institutului de ingineri electrici și electronici (IEEE) comitetul de standarde IEEE 802 care specifică standardele rețelei de zonă personală fără fir (WPAN). Există 10 domenii majore de dezvoltare, dintre care nu toate sunt active.

Numărul grupurilor de activități din IEEE 802.15 variază în funcție de numărul de proiecte active. Lista actuală a proiectelor active poate fi găsită pe site-ul web IEEE 802.15 .

IEEE 802.15.1: WPAN / Bluetooth

Primul grup de activități se bazează pe tehnologia Bluetooth . Acesta definește specificația stratului fizic (PHY) și Media Access Control (MAC) pentru conectivitate wireless cu dispozitive fixe, portabile și în mișcare în interiorul sau în spațiul de operare personal. Standardele au fost emise în 2002 și 2005.

IEEE 802.15.2: Coexistență

Grupul de activități două se referă la coexistența rețelelor fără fir personale (WPAN) cu alte dispozitive fără fir care funcționează în benzi de frecvență fără licență, cum ar fi rețelele locale fără fir (WLAN). Standardul IEEE 802.15.2-2003 a fost publicat în 2003 și grupul de sarcini doi a intrat în „hibernare”.

IEEE 802.15.3: Rată mare WPAN

IEEE 802.15.3-2003

IEEE 802.15.3-2003 este un standard MAC și PHY pentru WPAN-uri de mare rată (11 până la 55 Mbit / s). Standardul poate fi descărcat prin intermediul programului IEEE Get, finanțat de voluntarii IEEE 802.

IEEE 802.15.3a

IEEE P802.15.3a a fost o încercare de a oferi o modificare de îmbunătățire a PHY ultra-bandă largă la IEEE 802.15.3 pentru aplicații care implică imagini și multimedia. Membrii grupului de lucru nu au reușit să ajungă la un acord alegând între două propuneri de tehnologie, Multiplexarea cu diviziune de frecvență ortogonală cu mai multe benzi (MB-OFDM) și secvența directă UWB (DS-UWB), susținută de două alianțe industriale diferite și a fost retrasă în ianuarie 2006. Documentele legate de dezvoltarea IEEE 802.15.3a sunt arhivate pe serverul de documente IEEE.

IEEE 802.15.3b-2006

Amendamentul IEEE 802.15.3b-2005 a fost lansat pe 5 mai 2006. Acesta a îmbunătățit 802.15.3 pentru a îmbunătăți implementarea și interoperabilitatea MAC. Această modificare include multe optimizări, erori corectate, ambiguități clarificate și clarificări editoriale adăugate, păstrând în același timp compatibilitatea cu versiunile anterioare. Printre alte modificări, modificarea a definit următoarele noi caracteristici:

  • un nou punct de acces la servicii (SAP) pentru entitatea de gestionare a stratului MAC (MLME )
  • politică de recunoaștere implicită care permite votarea
  • antetele de control al legăturilor logice / protocolului de acces la subrețea (LLC / SNAP)
  • atribuire adresă multicast
  • perioade multiple de luptă într-o superfamă
  • o metodă pentru a renunța la timpul canalului către un alt dispozitiv din PAN
  • recuperarea mai rapidă a rețelei în cazul în care coordonatorul piconet (PNC) se deconectează brusc
  • o metodă pentru ca un dispozitiv să returneze informații despre calitatea semnalului unui pachet primit.

IEEE 802.15.3c-2009

IEEE 802.15.3c-2009 a fost publicat pe 11 septembrie 2009. Grupul de activitate TG3c a dezvoltat un strat fizic alternativ bazat pe unde milimetrice (PHY) pentru standardul 802.15.3 Wireless Personal Area Network (WPAN) 802.15.3-2003 existent . IEEE 802.15.3 Task Group 3c (TG3c) a fost format în martie 2005. Acest WPAN mmWave este definit să funcționeze în intervalul 57-66 GHz. În funcție de regiunea geografică, este disponibilă o lățime de bandă între 2 și 9 GHz (de exemplu, 57-64 GHz este disponibilă ca bandă fără licență definită de FCC 47 CFR 15.255 în America de Nord). WPAN cu valuri milimetrale permite o rată de date foarte mare, o rază scurtă de acțiune (10 m) pentru aplicații, inclusiv acces la internet de mare viteză, descărcare de conținut streaming (video la cerere, HDTV, home theater etc.), streaming în timp real și magistrală de date wireless pentru înlocuirea cablului. Un standard de trei moduri PHY au fost definite în standard:

  • Mod unic purtător (SC) (până la 5,3 Gbit / s)
  • Mod interfață de mare viteză (HSI) (purtător unic, până la 5 Gbit / s)
  • Mod audio / vizual (AV) (OFDM, până la 3,8 Gbit / s).

IEEE 802.15.4: WPAN cu rată redusă

Stivă de protocol pentru 802.15.4

IEEE 802.15.4-2003 (Low Rate WPAN) se ocupă cu o rată de date scăzută, dar o durată de viață foarte lungă a bateriei (luni sau chiar ani) și o complexitate foarte mică. Standardul definește atât straturile fizice (Stratul 1), cât și straturile de legare a datelor (Stratul 2) ale modelului OSI . Prima ediție a standardului 802.15.4 a fost lansată în mai 2003. Mai multe protocoale de strat standardizate și proprietare (sau mesh) rulează pe rețele bazate pe 802.15.4, inclusiv IEEE 802.15.5, ZigBee , Thread , 6LoWPAN , WirelessHART și ISA100.11a .

WPAN Rată scăzută alternativă PHY (4a)

IEEE 802.15.4a (denumit formal IEEE 802.15.4a-2007) este o modificare a IEEE 802.15.4 care specifică straturi fizice suplimentare (PHY) la standardul original. Principalul interes a fost furnizarea unei capacități mai mari de precizie și localizare (precizie de 1 metru și mai bună), debitul agregat mai mare, adăugarea scalabilității la ratele de date, autonomie mai mare și consum și costuri de energie mai mici. Liniile de bază selectate sunt două PHY-uri opționale constând dintr-un radio UWB Pulse Radio (care funcționează în spectru UWB fără licență) și un spectru Chirp Spread (care funcționează în spectru fără licență de 2,4 GHz). Radio Pulsed UWB se bazează pe tehnologia UWB Pulsed Continuous (vezi C-UWB ) și va putea oferi comunicații și o autonomie de înaltă precizie.

Revizuire și îmbunătățire (4b)

IEEE 802.15.4b a fost aprobat în iunie 2006 și a fost publicat în septembrie 2006 sub denumirea de IEEE 802.15.4-2006. Grupul de sarcini IEEE 802.15 4b a fost creat pentru a crea un proiect pentru îmbunătățiri specifice și clarificări la standardul IEEE 802.15.4-2003, cum ar fi rezolvarea ambiguităților, reducerea complexității inutile, creșterea flexibilității în utilizarea cheilor de securitate, considerente pentru alocările de frecvențe nou disponibile si altii.

Amendamentul PHY pentru China (4c)

IEEE 802.15.4c a fost aprobat în 2008 și a fost publicat în ianuarie 2009. Aceasta definește o modificare PHY adaugă noi specificații ale spectrului RF pentru a aborda modificările de reglementare chineze care au deschis 314-316 MHz, 430-434 MHz și 779-787 MHz benzi pentru utilizare wireless PAN în China.

Amendament PHY și MAC pentru Japonia (4d)

Grupul de activități 4EE IEEE 802.15 a fost creat pentru a defini o modificare a standardului 802.15.4-2006. Amendamentul definește un nou PHY și toate modificările aduse MAC care sunt necesare pentru a sprijini o nouă alocare a frecvenței (950 MHz -956 MHz) în Japonia, în timp ce coexistă cu sistemele de etichete pasive din bandă.

Amendament MAC pentru aplicații industriale (4e)

Grupul de activități 4EE IEEE 802.15 este creat pentru a defini o modificare MAC la standardul existent 802.15.4-2006. Intenția acestui amendament este de a spori și adăuga funcționalități la MAC 802.15.4-2006 pentru a) sprijini mai bine piețele industriale și b) permite compatibilitatea cu modificările propuse în cadrul WPAN chinez. S-au făcut îmbunătățiri specifice pentru a adăuga salt de canal și o opțiune de interval de timp variabil compatibil cu ISA100.11a. Aceste modificări au fost aprobate în 2011.

Amendament PHY și MAC pentru RFID activ (4f)

Grupul de activități al sistemului RFID activ IEEE 802.15.4f este închiriat pentru a defini noi straturi fizice (PHY) fără fir și îmbunătățiri ale stratului standard MAC 802.15.4-2006, care sunt necesare pentru a suporta noi PHY (uri) pentru sistemul RFID activ aplicații bidirecționale și de determinare a locației.

Amendament PHY pentru rețelele de utilități inteligente (4g)

Grupul de activități IEEE 802.15.4g Rețele de utilități inteligente (SUN) este creat pentru a crea un amendament PHY la 802.15.4 pentru a oferi un standard care facilitează aplicații de control a proceselor la scară foarte mare, cum ar fi rețeaua de rețea inteligentă de utilități capabilă să susțină rețele mari, geografice diverse. cu infrastructură minimă, cu potențial milioane de puncte finale fixe. În 2012 au lansat standardul radio 802.15.4g. Comitetul TR-51 al Asociației Industriei de Telecomunicații dezvoltă standarde pentru aplicații similare.

Straturi fizice îmbunătățite Ultra Wideband (UWB) (PHY) și tehnici de distanță asociate (4z)

Aprobat în 2020, amendament la PHY-urile UWB (de exemplu, cu opțiuni de codare) pentru a crește precizia și a schimba informațiile legate între dispozitivele participante.

IEEE 802.15.5: Rețea Mesh

IEEE 802.15.5 oferă cadrul arhitectural care permite dispozitivelor WPAN să promoveze rețeaua wireless interoperabilă, stabilă și scalabilă . Acest standard este compus din două părți: rețea mesh WPAN cu rată redusă și rețele mesh WPAN cu rată mare. Plasa cu rată redusă este construită pe IEEE 802.15.4-2006 MAC, în timp ce plasa cu rată ridicată utilizează IEEE 802.15.3 / 3b MAC. Caracteristicile comune ale ambelor ochiuri includ inițializarea rețelei, adresarea și unicastul multihop. În plus, rețeaua cu rețea redusă acceptă difuzarea fiabilă, transmisia fiabilă, suportul pentru portabilitate, traseul de urmărire și funcția de economisire a energiei, iar rețeaua cu rețea ridicată acceptă serviciul multihop garantat de timp.

Rețeaua Mesh pentru rețelele IEEE 802.15.1 depășește domeniul de aplicare al IEEE 802.15.5 și este efectuată în cadrul grupului de lucru Bluetooth mesh .

IEEE 802.15.6: Rețele de zonă corporală

În decembrie 2011, grupul de lucru IEEE 802.15.6 a aprobat un proiect de standard pentru tehnologiile rețelei de suprafață corporală (BAN). Proiectul a fost aprobat la 22 iulie 2011 prin scrutinul de vot pentru a începe procesul de votare a sponsorului. Grupul de activități 6 a fost format în noiembrie 2007 pentru a se concentra pe un standard wireless cu putere redusă și cu rază scurtă de acțiune, care să fie optimizat pentru dispozitive și funcționare pe, în sau în jurul corpului uman (dar nu limitat la oameni) pentru a servi o varietate de aplicații inclusiv medicale, electronice de consum și divertisment personal.

IEEE 802.15.7: Comunicare cu lumină vizibilă

Începând din decembrie 2011, IEEE 802.15.7 Grupul de lucru pentru comunicarea luminii vizibile a finalizat proiectul 5c al unui standard PHY și MAC pentru comunicarea luminii vizibile (VLC). Reuniunea inaugurală pentru Task Group 7 a avut loc în ianuarie 2009, unde a fost angajat să scrie standarde pentru comunicații optice în spațiu liber folosind lumină vizibilă.

IEEE P802.15.8: Comunicații Peer Aware

IEEE P802.15.8 a primit aprobarea IEEE Standards Board la 29 martie 2012 pentru a forma un grup de sarcini pentru a dezvolta un standard pentru comunicații peer Aware (PAC) optimizat pentru comunicații peer to peer și fără infrastructură, cu coordonare complet distribuită care funcționează în benzi sub 11 GHz. Standardul propus vizează rate de date mai mari de 100 kbit / s, cu rate de date scalabile de până la 10 Mbit / s. Caracteristicile propuse includ:

  • descoperire pentru informații de la egal la egal fără asociere
  • descoperirea numărului de dispozitive din rețea
  • comunicări de grup cu apartenență simultană la mai multe grupuri (de obicei până la 10)
  • poziționarea relativă
  • releu multi-hop
  • Securitate

Proiectul standardului este în curs de dezvoltare, mai multe informații pot fi găsite pe pagina web IEEE 802.15 Task Group 8 .

IEEE P802.15.9: Protocol de gestionare a cheilor

IEEE P802.15.9 a primit aprobarea Consiliului de standarde IEEE la 7 decembrie 2011 pentru a forma un grup de sarcini pentru a dezvolta o practică recomandată pentru transportul datagramelor KMP (Key Management Protocol). Practica recomandată va defini un cadru de mesaje bazat pe elementele informaționale ca metodă de transport pentru datagramele protocolului de gestionare a cheilor (KMP) și liniile directoare pentru utilizarea unor KMP-uri existente cu IEEE Std 802.15.4. Practica recomandată nu va crea un nou KMP.

În timp ce IEEE Std 802.15.4 a acceptat întotdeauna securitatea datagramelor, nu a furnizat un mecanism pentru stabilirea cheilor utilizate de această caracteristică. Lipsa suportului de gestionare a cheilor în IEEE Std 802.15.4 poate duce la chei slabe, care este o cale obișnuită pentru atacarea sistemului de securitate. Adăugarea suportului KMP este esențială pentru un cadru de securitate adecvat. Unele dintre KMP-urile existente pe care le poate aborda sunt PANA, HIP, IKEv2, IEEE Std 802.1X și 4-Way-Handshake ale IETF.

Proiectul de practică recomandată este în curs de dezvoltare, mai multe informații pot fi găsite pe pagina web IEEE 802.15 .

IEEE P802.15.10: Rutare strat 2

IEEE P802.15.10 a primit aprobarea IEEE Standards Board la 23 august 2013 pentru a forma un grup de sarcini pentru a dezvolta o practică recomandată pentru rutare pachete în rețelele wireless 802.15.4 în schimbare dinamică (modificări în ordinea unui interval de timp minut), cu impact minim asupra manipularea traseului. Scopul este extinderea zonei de acoperire pe măsură ce crește numărul de noduri. Capacitățile legate de traseu pe care le va oferi practica recomandată includ următoarele:

  • Stabilirea traseului
  • Reconfigurare dinamică a rutei
  • Descoperirea și adăugarea de noi noduri
  • Spargerea rutelor stabilite
  • Pierderea și reapariția rutelor
  • Adunarea în timp real a stării linkului
  • Permițând apariția unui singur salt la nivelul rețelei (nu încalcă mecanismele standard L3)
  • Suport pentru difuzare
  • Suport pentru difuzare multiplă
  • Redirecționarea efectivă a cadrelor

Proiectul de practică recomandată este în curs de dezvoltare; mai multe informații pot fi găsite pe pagina web IEEE 802.15.10 .

Comitetul permanent wireless de generație următoare

Comitetul permanent IEEE P802.15 Wireless Next Generation (SCwng) este creat pentru a facilita și stimula prezentări și discuții cu privire la noile tehnologii conexe wireless care pot fi supuse noilor proiecte de standardizare 802.15 sau pentru a aborda întregul grup de lucru 802.15 cu probleme sau preocupări cu tehnici sau tehnologii.

Vezi si

Referințe

linkuri externe