Estándares del grupo 802.15.xx IEEE 802.15

Estándares del grupo 802.15.xx
IEEE 802.15
El 802.15 se enfoca en el desarrollo de estándares para Redes Inalámbricas de Área Personal o de corta
distancia. Estas WPAN (por sus siglas en ingles) se refieren a redes inalámbricas para dispositivos de
cómputo portables y móviles como PCs, PDAs, periféricos, teléfonos celulares y otros electrónicos.
IEEE 802.15.1 – Bluetooth
Bluetooth es una especificación industrial para conectividad basadas en radio frecuencia (RF) de corto
alcance para dispositivos personales portables.
Características
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Opera en la banda de frecuencia de 2.4 GHz con una taza de datos de 720Kb/s.
Usa saltos en frecuencia (FH), lo cual divide la banda de frecuencia en un número de canales
(2.402 – 2.480 Ghz, resultando en 79 canales).
El transceiver de radio saltan de un canal a otro en una forma pseudo-aleatoria,
determinada por el dispositivo maestro.
Soporta hasta 8 dispositivos en una piconet (1 maestro y 7 esclavos).
Piconets pueden convinarse para formar Scaternets.
IEEE 802.15.2 – Coexistencia
Debido al uso de la banda de 2.4Ghz para transmisiones inalámbricas por distintos dispositivos
estandarizados y los que no lo están, se decidió crear normas, las cuales apoyen al desarrollo de nuevos
dispositivos para que puedan transmitir en esta frecuencia sin interferirse uno al otro. Para esto, se
crearon mecanismos para facilitar la coexistencia entre dispositivos WLAN y WPAN.
Mecanismos de coexistencia
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Alternando el Acceso al Medio Inalámbrico - Alternating Wireless Medium Acces (AWMA).
Para transmisiones 802.11 y bluetooth desde la misma laptop o handheld. El cual está
coordinado por la MAC. Sincronizando todas las unidades conectadas al mismo punto de
acceso, por lo cual no existiría interferencia.
Arbitración de Trafico de Paquetes – Packet Traffic Arbitration. Son técnicas colaborativas
que definen reglas de gestión entre los sistemas directamente.
Selección Adaptiva de Paquetes – Adaptive Packet Selection. Bluetooth permite seleccionar
entre varios tipos de paquetes, como el tamaño de la carga.
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Programación Adaptiva de Paquetes – Adaptive Packet Scheduling. Utilizando Estimacion de
interferencia y políticas de programación maestra (usar frecuencias “buenas” para
transmisiones maestro/esclavo).
Clasificación del Canal – Chanel Clasification. El estándar provee de un algoritmo (de
ejemplo) para determinar la calidad de los canales (la implementación se le deja al vendedor
del dispositivo), utilizando métricas como RSSI, PER, Carrier Sensing, y ACK de los paquetes,
Se pueden medir utilizando técnicas de “Batch” o con técnicas online y offline.
Saltos de Frecuencia Adaptiva – Adaptive Frequency Hopping. Son mecanismos para la
coexistencia entre dispositivos 802.15.1 que utilizan la frecuencia la banda 2.Ghz como
banda estática, como el 802.11b. Este mecanismo cambia dinámicamente la frecuencia de
los saltos para evitar o mitigar las interferencias.
IEEE 802.15.3 – High Rate Wireless Personal Networks (HR-WPAN)
Más allá de lo que el mismo nombre indica (transmisiones de alta velocidad, 20Mbit/s o más), este
estándar proveerá de bajo consumo de poder, soluciones de bajo costo para necesidades portables para
clientes de imágenes digitales y aplicaciones multimedia. El grupo de trabajo de la IEEE encargado de
esta área, ha pasado por 2 etapas, las cuales se han cerrado debido a que se cumplieron los objetivos a
alcanzar por este grupo, actualmente se encuentra activo el grupo TG3b (Task Group 3b) para continuar
con la publicación de borradores para el estándar. El estándar publicado su último avance en el 2003,
siendo la última revisión en el 2005. Este documento describe los requerimientos/especificaciones de las
capas Física y MAC para las HR-WPAN.
Características especiales de la capa MAC y capa física
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Transmisiones de datos des: 11, 22, 33, 44, & 55 Mbps.
Protocolo de Calidad de servicio Asíncrono
Redes Ad hoc peer-to-peer
Seguridad
Bajo consume de potencia
Bajo Costo
Diseñado para cumplir con las demandas en requerimientos de aplicaciones de imágenes y
multimedia portables.
Administración/Gestión
Ambas capas, física (PHY) y MAC incluyen conceptualmente entidades de gestión, llamadas la
entidad de gestión de la subcapa MAC y la entidad de gestión de la capa física (MLME y PLME,
respectivamente). Estas entidades proveen de interfaces de la capa de gestión para las
funciones de la capa de gestión. La siguiente figura representa la relación entre estas entidades.
La capa de adaptación de protocolo (PAL, ing. Protocol Adaption Layer) incluye ambos FCSL y
DME. El modelo de referencia representa las interacciones de una sola PAL en una piconet; el
soporte para múltiples piconets o PALs depende de la implementación.
Modelo de referencia utilizado en el estándar
Servicios Gestionables de la capa MAC desde la capa PAL
Las primitivas de gestión son generalmente de la forma ACTION.request, seguida de un
ACTION.confirm. Un ACTION.indication provee de información al DME que se originó en la MAC
local o de otro dispositivo. El DME opcionalmente responde a la indicación enviando un
ACTION.response. El DME usa los servicios prestados por la MLME a través del MLME SAP.
Lista de servicios que se pueden gestionar de la MLME por medio del MLME-SAP
Servicios Gestionables desde la capa PHY
En las tablas siguientes se muestra un listado de las información que podemos
obtener/modificar de las entidades físicas.
IEEE 802.15.4 – Low Rate Wireless Personal Networks (LR-WPAN)
A continuación, se muestran las principales características de la capa MAC y capa física del estándar
802.15.4 que son mencionados por la IEEE. Mayores detalles de este estándar y detalles con respecto a
los servicios gestionables se pueden encontrar en el documento anterior documento “resumen – redes
inalámbricas de sensores”.
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Tasas de transferencia de datos de 250 kbps, 40 kbps, y 20 kbps.
Dos modos de direccionamiento; 16-bit short y 64-bit.
Soporte para dispositivos con latencia critica, como joysticks
Acceso al canal CSMA-CA.
Conexión automática a la red por medio del coordinador.
Protocolo totalmente handshake para transferencias fiables.
Manejo de energía para asegurar bajo consume.
16 canales en la banda ISM de 2.4GHz, 10 canales en 915MHzy un canal en la banda 868MHz.
Recursos Utilizados
Grupos de trabajo del IEEE 802.15 < http://www.ieee802.org/15/ >
Grupo de trabajo del IEEE 802.2 Logical Link Control (LLC) < http://www.ieee802.org/2/ >
Open-ZB, Herramientas de codigo abierto para el IEEE 802.15.4 y ZigBee < http://www.open-zb.net/ >