Estado actual de las comunicaciones inalámbricas

Anuncio
Estado actual de las
comunicaciones
inalámbricas
Jordi Mayné
Ingeniero de Aplicaciones
Rev. 1
2005
Comunicaciones inalámbricas
1
Comunicaciones inalámbricas
Indice
1. Comunicaciones Inalámbricas...........................................................................................................................3
1.1 Tipos de Comunicaciones inalámbricas por RF ........................................................... 3
1.2. ISM Bands (Industrial, Scientific and Medical bands)................................................ 4
1.3. Tipos de Modulación Digital....................................................................................... 5
1.3.1. Modulación por desplazamiento de Amplitud, ASK (Amplitude Shift Keying) y
(On/Off Keying) ............................................................................................................. 5
1.3.2 Modulación por desplazamiento de Frecuencia, FSK (Frequency Shift Keying). 5
1.3.3 Modulación por desplazamiento de Fase, PSK (Phase Shift Keying)................... 6
1.3.4 Modulación por desplazamiento de Fase en Cuadratura, QPSK (Quadrature PSK)
........................................................................................................................................ 6
1.3.5 Modulación por desplazamiento de Fase Múltiple, MPSK (Multiple PSK) ......... 7
1.3.6 Modulación de Amplitud en Cuadratura, QAM (Quadrature Amplitude
Modulation) .................................................................................................................... 7
1.3.7 Modulación de Fase en Cuadratura, QPM (Quadrature Phase Modulation)......... 7
1.3.8 Modulación de Fase y Amplitud en Cuadratura, QAPM (Quadrature Amplitude
Phase Modulation).......................................................................................................... 7
1.3.9 Modulación por División de Frecuencia Ortogonal, OFDM (Orthogonal
Frequency Division Multiplexing) ................................................................................. 7
2. Componentes y Estándares................................................................................................................................8
2.1 Comunicaciones sin Protocolo estándar ....................................................................... 8
2.1.1 Wireless RF a 434 y 868 MHz. Bandas ISM. ...................................................... 8
2.1.2. WirelessUSB (Wireless con comunicación SPI)................................................ 11
2.2 Comunicaciones con Protocolo estándar.................................................................... 12
2.2.1 ZigBee IEEE 802.15.4......................................................................................... 12
2.2.2 Bluetooth ............................................................................................................. 17
2.2.3 WiFi o WLAN IEEE 802.11 ............................................................................... 19
2.2.4 DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications).................................. 20
2.2.5 HomeRF .............................................................................................................. 20
2.2.6 HiperLAN2.......................................................................................................... 21
2.2.7 UWB (Ultra Wide Band)..................................................................................... 21
2.2.8 WiMedia Alliance................................................................................................ 23
2.2.9 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) .......................... 23
Nota: Toda la información relacionada sólo pretende ser una recopilación de los sistemas de
comunicación inalámbricos vía RF actuales, cuya información está en Internet y ha sido
traducida para que un diseñador de equipos electrónicos tenga una guía donde pueda
seleccionar la opción más óptima para su aplicación.
Todos los componentes expuestos son productos de los fabricantes de semiconductores
representados por SILICA Avnet Iberia, con lo que pueden haber otros componentes de otros
fabricantes.
Esta guía se actualiza día a día debido a la innovación constante de los componentes y de las
tecnologías, para cualquier información adicional puede contactar con su oficina de Silica.
2
Comunicaciones inalámbricas
1. Comunicaciones Inalámbricas
Una comunicación inalámbrica es cuando los medios de unión entre sistemas no son con
cables. Sus principales ventajas son que permiten una facilidad de emplazamiento y
reubicación, evitando la necesidad de establecer un cableado y rapidez en la instalación.
Las técnicas utilizadas son: por Infrarrojos (IR), y por radiofrecuencia (RF).
Infrarrojos: Sólo permiten comunicaciones para pequeñas distancias, los puntos de conexión
deben ser siempre visibles, el campo de aplicación es limitado, su uso aún es muy extendido.
RadioFrecuencia: Permite comunicaciones de corto y medio alcance, puede atravesar
obstáculos y paredes, el campo de aplicación es muy grande.
En este artículo sólo se van a tratar los sistemas de RadioFrecuencia o “wireless RF”.
1.1 Tipos de Comunicaciones inalámbricas por RF
Las transmisiones de datos entre equipos electrónicos sin cables se están aplicando
cada vez más debido a los medios tecnológicos actuales, que son los circuitos integrados que
permiten hacer un diseño sin tener demasiados conocimientos de RF, ni disponer de cara
instrumentación para RF, ya que estos dispositivos requieren pocos componentes externos y
ningún tipo de ajuste en RF.
Primero se usaron módulos de RF con componentes discretos unidireccionales y
precisamente para no tener que depender del diseño de una circuitería en RF. Posteriormente
con la aparición de circuitos transmisores completamente integrados con las funciones de
emisor y receptor, en diferentes bandas de frecuencia que se fueron estandarizando en las
diferentes zonas (Europa y USA), han permitido poderlos utilizar en los diferentes campos de
aplicación industrial, comercial, y medico, como: control remoto, transmisión de datos en
sensores o sistemas de adquisición de datos, en monitorización médica o de la salud, etc...
Las comunicaciones inalámbricas por RF se pueden dividir en las que no cumplen
ningún protocolo estándar y las que cumplen un protocolo estándar, y en las normativas sobre
sus distintas frecuencias de trabajo, que a la vez definen velocidad de transmisión o ancho de
banda y campo de aplicación.
3
Comunicaciones inalámbricas
1.2. ISM Bands (Industrial, Scientific and Medical bands)
Las bandas ISM para sistemas de comunicaciones digitales inalámbricas empleando la
radiofrecuencia, son las que no necesitan licencia (siempre que no se pasen los límites de
potencia) y que además son gratuitas. Las frecuencias de trabajo estandarizadas son: 314 MHz
en USA (potencia máxima +30 dBm), 434 MHz (+10 dBm) y 868 MHz (+14 dBm) en Europa
en AM o FM.
Rango
de
Frecuencia
(MHz)
433.05 - 434.79
868.00 - 868.60
868.60 - 868.70
868.70 – 869.20
869.20 – 869.25
869.25 – 869.30
869.30 - 869.40
869.40 - 869.65
869.65 - 869.70
869.70 - 870.00
Aplicaciones
Potencia
de Salida
Propósito general
Propósito general
Dispositivos de
alarma
Propósito general
Dispositivos de
alarma social
Dispositivos de
alarma
Protocolo EACM
Propósito general
Dispositivos de
alarma
Propósito general
Ciclo de
Servicio
0,1%
10 mW
25 mW
10 mW
Espacio
entre
canales
25 kHz
25 mW
10 mW
25 kHz
X
X
10 mW
25 kHz
X
Sin
definir
500 mW
25 mW
25 kHz
5 mW
-
Ciclo de
Servicio
1%
Ciclo de
Servicio
10%
Ciclo
de
Servicio
hasta 100%
X
X
25 kHz
25 kHz
X
X
X
Existing use of the band 868-870 MHz (ERC REC 70-03)
GENERAL SRD
ALARM’s General-SRD
Soc. AL. General-SRD AL. General-SRD
Alarms
WIDE BAND
25 kHz WIDE BAND
-25 kHz-
25 kHz 25 kHz WIDEBAND
or
POW ER [ ERP ]
Duty Cycle: <1%
<0.1%
<0.1 %
[mW]
<0.1%
Access Protocol
WIDEB.
<10 % <10% up to100%
500
500mW
100
25 mW
10mW
25mW
25mW
10mW
10
5 mW
600 kHz
868.0
100kHz
868.6
868.7
500 kHz
100
250 kHz
869.2
869.3
869.25 869.4
300 kHz
869.65
869.7
870 [MHz]
4
Comunicaciones inalámbricas
1.3. Tipos de Modulación Digital
Las formas básicas de modulación digital son ASK, FSK, PSK.
1.3.1. Modulación por desplazamiento de Amplitud, ASK (Amplitude Shift Keying) y
(On/Off Keying)
Las ventajas de este tipo de modulación son el sencillo diseño (menor coste) y el bajo
consumo, especialmente si se utiliza el método o modulación OOK (On/Off Keying)
Modulación On/off, donde un 0 digital no hay potencia de salida y un 1 digital se entrega toda
la señal portadora. La desventaja es la fragilidad en presencia de interferencias por ruido
eléctrico, que pueden provocar errores en los datos recibidos.
Esta modulación consiste en establecer una variación de la amplitud de la frecuencia portadora
según los estados significativos de la señal de datos. Sin embargo este método no se emplea en
las técnicas de construcción de los módems, puesto que no permiten implementar técnicas que
permitan elevar la velocidad de transmisión.
1.3.2 Modulación por desplazamiento de Frecuencia, FSK (Frequency Shift Keying)
La modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), con un 0 digital se transmite una
portadora a una frecuencia y con un 1 digital se transmite la portadora a otra frecuencia
distinta, con la misma amplitud. La ventaja de este tipo de modulación es la mejor robustez
ante la presencia de interferencias. La desventaja es la complejidad del sistema (mayor coste)
y el consumo que permanece siempre presente durante la transmisión.
Se utiliza en los módems de baja velocidad. Se emplea separando el ancho de banda total en
dos bandas, los módems pueden transmitir y recibir datos por el mismo canal
simultáneamente. El módem al que se “llama” se pone en el modo de llamada y el módem que
“responde” pasa al modo de respuesta gracias a un conmutador que hay en cada módem.
5
Comunicaciones inalámbricas
Este tipo de modulación consiste en asignar una frecuencia diferente a cada estado
significativo de la señal de datos. Para ello existen dos tipos de modulación FSK:
• FSK Coherente: Esta se refiere cuando en el instante de asignar la frecuencia se
mantiene la fase de la señal.
• FSK No Coherente: Aquí la fase no se mantiene al momento de asignar la frecuencia.
La razón de una modulación FSK no coherente ocurre cuando se emplean osciladores
independientes para la generación de las distintas frecuencias. La modulación FSK se
emplea en los módem en forma general hasta velocidades de 2400 baudios. Sobre
velocidades mayores se emplea la modulación PSK.
1.3.3 Modulación por desplazamiento de Fase, PSK (Phase Shift Keying)
Se codifican los valores binarios como cambios de fase de la señal portadora. Dentro del
contexto PSK se distinguen dos tipos de modulación de fase:
• Modulación PSK. La modulación PSK consiste en cada estado de modulación está
dado por la fase que lleva la señal respecto de la original.
• Modulación Diferencial de Fase DPSK (Diferential PSK) cada estado de
modulación es codificada por un salto respecto a la fase que tenía la señal anterior.
Empleando este sistema se garantizan las transiciones o cambios de fase en cada bit, lo
que facilita la sincronización del reloj en recepción.
Técnicamente utilizando el concepto de modulación PSK, es posible aumentar la velocidad de
transmisión a pesar de los limites impuestos por el canal telefónico. De aquí entonces existen
dos tipos de modulación derivadas del DPSK, que son:
1.3.4 Modulación por desplazamiento de Fase en Cuadratura, QPSK (Quadrature PSK)
Consiste en que el tren de datos a transmitir se divida en pares de bits consecutivos llamados
Dibits, codificando cada bit como un cambio de fase con respecto al elemento de señal
anterior, Eje.
6
Comunicaciones inalámbricas
1.3.5 Modulación por desplazamiento de Fase Múltiple, MPSK (Multiple PSK)
En este caso el tren de datos se divide en grupos de tres bits, llamados tribits, codificando cada
salto de fase con relación a la fase del tribit que le precede.
La necesidad de transmisión de datos a velocidades cada vez más altas a hecho necesario
implementar otro tipo de moduladores más avanzados como es la Modulación en
Cuadratura. Este tipo de modulación presenta 3 posibilidades:
1.3.6 Modulación de Amplitud en Cuadratura, QAM (Quadrature Amplitude
Modulation)
En este caso ambas portadoras están moduladas en amplitud y el flujo de datos se divide en
grupos de 4 bits, y a su vez en subgrupos de 2 bits, codificando cada dibits en 4 estados de
amplitud en cada una de las portadoras.
Consiste en una combinación de PSK y ASK, es decir, se van a combinar las variaciones de
amplitud en referencia al momento de fase en que ocurren con lo cual vamos a poder incluir
más bits en los mismos ciclos.
1.3.7 Modulación de Fase en Cuadratura, QPM (Quadrature Phase Modulation)
En este tipo de modulación en cuadratura las portadoras tienen 2 valores de amplitud. El flujo
de datos se divide igual que en el caso anterior en grupos de 4 bits y a su vez en subgrupos de
2 bits, modulando cada dibit en 4 estados de fase diferencial en cada una de las portadoras.
1.3.8 Modulación de Fase y Amplitud en Cuadratura, QAPM (Quadrature Amplitude
Phase Modulation)
Esta modulación también conocida como AMPSK o QAMPSK debido a que es una
combinación de los dos sistemas de amplitud y fase. El esquema típico en este caso consiste
en agrupar la señal en grupos de 4 bits considerando 2 dibits, el primer dibits modula la
portadora I en amplitud y fase mientras que el otro realiza lo mismo con la portadora Q.
1.3.9 Modulación por División de Frecuencia Ortogonal, OFDM (Orthogonal Frequency
Division Multiplexing)
OFDM, también conocida como 'Modulación por multitono discreto' (DMT). Trabaja
dividiendo el espectro disponible en múltiples subportadoras.
7
Comunicaciones inalámbricas
2. Componentes y Estándares
2.1 Comunicaciones sin Protocolo estándar
2.1.1 Wireless RF a 434 y 868 MHz. Bandas ISM.
Estos sistemas no utilizan ningún protocolo estándar. Los circuitos integrados dentro de este
grupo se basan en un transmisor integrado en un solo circuito, exceptuando la antena, el cristal
y algunos componentes externos, sin necesidad de ajustes de RF.
Normalmente la frecuencia de trabajo, la velocidad de transmisión y la potencia de salida son
programables. Están por debajo de la potencia máxima permitida sin necesidad de licencia.
Son fácilmente conectables a un microcontrolador. El receptor también es un circuito
integrado o puede estar integrado en el propio emisor. El receptor dispone de un sistema para
dejarlo dormido y activarse rápidamente.
Analog Devices ofrece también de varios transceptores que van desde 50MHz hasta 1GHz, con
velocidades de transmisión hasta 150kbps y una potencia de salida programable hasta +10dBm
y una alta sensibilidad, con la familia ADF70xx, que permite un enlace a gran distancia.
Analog Devices
ADF7010
ADF7011
ADF7012
ADF7020
ADF7021
Tipo
Emisor
Emisor
Emisor
Emisor/Receptor
Emisor/Receptor
Homologación
USA
Europa
300MHz a 1GHz
USA/Europa
300MHz a 1GHz
Transmisión
< 76.8 kbps
< 76.8 kbps
< 76.8 kbps
< 76.8 kbps
< 76.8 kbps
Transceptor UHF ADF7020
•
•
•
433MHz, 868MHz y 915MHz
Modulación FSK/GFSK/ASK
Sensibilidad
o
o
•
•
•
•
-98dBm a 19.2kbits/s, BER = 10E-3
-110dBm a 1.2kbits/s, BER = 10E-3
Receptor Idd – 20mA, programable
VCO interno con BIAS programable
Potencia de salida programable >
+10dBm
Detección del Preámbulo
Freescale ofrece un microcontrolador de 8 bits de la
familia HC08 con Flash que incorpora un emisor de
RF completamente integrado, el MC68HC908QF4.
Las frecuencias de trabajo son 314, 434 MHz (+5dBm)
y a 868 MHz (+1dBm), ASK y FSK. Especialmente
diseñado para control remoto unidireccional.
8
Comunicaciones inalámbricas
Freescale también dispone de transmisores como el emisor MC33493 con modulación FSK y
OOK, junto con los receptores MC3359x, en las bandas de 434 y 868 MHz, que son controlados
desde un microcontrolador vía SPI.
Freescale
MC33493
MC33591
MC33592
MC33593
MC33594
Tipo
Emisor
Receptor
Receptor
Receptor
Receptor
Banda (MHz)
315 – 434 – 868
315 – 434
315 – 434
868 - 902-928
314 - 434
Sensibilidad
-106 dBm
-106 dBm
-105 dBm
-106 dBm
Infineon ofrece una familia de emisores, receptores y transmisores que se pueden ver en la tabla
siguiente:
Infineon
868 MHz
434 MHz
315 MHz
915 MHz
345 MHz
390 MHz
TX
(ASK/FSK)
0 dBm
TDx 5100
TDx 5100
TDx 5101
TDA 5102
TDA 5103
RX
(ASK)
TX
RX
TX
RX
TX / RX
(ASK only) (ASK/FSK) (ASK/FSK) (ASK/FSK) (ASK/FSK)
0 dBm
10 dBm
TDA5200
TDA5210 TDK 5110 TDA5220 TDA 5250
TDA5200 TDA 5100 A TDA5210 TDK 5110 TDA5220 TDA 5255
TDA5201 TDA 5101 A TDA5211 TDK 5111 TDA5221 TDA 5251
TDA5212
TDA 5103 A
TDA5204
Todos estos circuitos necesitan muy pocos componentes externos como se puede ver en el
trazado de las pistas del circuito impreso siguiente:
9
Comunicaciones inalámbricas
Texas Instruments ofrece la familia TRFxxxx que se acopla perfectamente con la familia de
microcontroladores de muy bajo consumo MSP430, para aplicaciones con baterías.
Min
(MHz)
Màx
(MHz)
Tipo de
Modulación
Corrinte
Standby
(uA)
Potencia
de
Salida
(dBm)
Voltaje
min
Voltaje
Máx.
Encapsul
ado
TRF4400
420
450
FSK
Narrow-Band
FM
0.5
7
2.2
3.6
24TSSOP
Emisor
TRF4900
850
950
FSK
Narrow-Band
FM
0.5
7
2.2
3.6
24TSSOP
Emisor
TRF4903
304
928
FSK
OOK
0.6
8
2.2
3.6
14TSSOP
Emisor
TRF5901
902
928
FSK
Narrow-Band
FM
0.5
5
3
3.6
48LQFP
Emisor/Receptor
TRF6900A
850
950
FSK
Narrow-Band
FM
0.5
5
2.2
3.6
48LQFP
Emisor/Receptor
TRF6901
860
930
FSK
OOK
0.6
8
1.8
3.6
48LQFP
Emisor/Receptor
TRF6903
304
928
FSK
OOK
0.6
8
2.2
3.6
48LQFP
Emisor/Recepor
Texas
Instruments
Transmisor/Receptor de datos de Texas Instruments.
http://www.ti.com
Para
más
información
Wireless
RF:
http://freescale.com
http://www.infineon.com http://www.analog.com http://www.rfsolutions.co.uk/
10
Comunicaciones inalámbricas
2.1.2. WirelessUSB (Wireless con comunicación SPI)
Cypress ha querido llenar un espacio en el mercado de las comunicaciones
inalámbricas donde no sea necesario trabajar en red, con un producto llamado
comercialmente Wireless USB, nombre que en realidad no es del todo cierto, ya
que es un dispositivo con SPI y no con USB, aunque con un dispositivo también de
Cypress se puede convertir a USB.
La gran ventaja de esta
tecnología, es que ha entrado en el
mercado de consumo USB (como
ratones, teclados, joysticks,... del
mercado de la informática), para seguir
con el mercado industrial con las
ventajas de un muy bajo costo, como
aplicaciones de enlace inalámbrico punto a punto o punto a multipunto que no exceda los
64kbps del ancho de banda disponible.
De hecho se trata de una interfaz SPI, que empaqueta los datos entrantes y los prepara
para una transmisión sin hilos a 2,4 GHz. El usuario no tiene que preocuparse de codificar,
decodificar paquetes o manejar los errores, así como de preparar el enlace de radio.
WirelessUSB ofrece al usuario una variedad de opciones desde la transmisión simple
entre dos dispositivos o entre un dispositivo master y varios esclavos, en comunicación
bidireccional. Dependiendo del
rango, potencia y requisitos de la
configuración, el diseñador también
puede escoger tres anchos de banda
seleccionables 16, 32 o 64kpbs. La
distancia normal de trabajo está
sobre los 10 metros. En un nuevo
rediseño del dispositivo CYWUSB693428SEC llegará a los 50 metros.
Este dispositivo necesita muy pocos componentes discretos pasivos (menos de 10
resistencias y condensadores), un cristal de 13MHz de bajo costo (50ppm) y la antena en el
propio circuito impreso. No necesita ningún software especial, no necesita pagar “royalties”
del stack, y ningún proceso de certificación. Si se le añade el circuito de Cypress CY8C26643
se puede tener la comunicación USB.
11
Comunicaciones inalámbricas
2.2 Comunicaciones con Protocolo estándar
2.2.1 ZigBee IEEE 802.15.4
Iniciado por Philips, Honeywell, Invensys y seguido por
Motorola (ahora Freescale), Mitsubishi y hasta 25 empresas para
crear un sistema estándar de comunicaciones inalámbrico y
bidireccional, para usarlo dentro de dispositivos de domótica, automatización de edificios
(denominado inmótica), control industrial, periféricos de PC y sensores médicos. Los
miembros de esta alianza justifican el desarrollo de este estándar para cubrir el vacío que se
produce por debajo del Bluetooth. Puede transmitir con un simple protocolo de 20kB/s hasta
250Kbps trabajando a una frecuencia de 2,4GHz con la tecnología GSSS, bajo consumo y
rangos entre 10 y 75 metros, aunque las condiciones físicas ambientales son las que
determinan las distancias de trabajo.
Rango estimado en 0
metros
dBm
250 kbps
13m
28 kbps
23m
10
dBm
29m
54m
20
dBm
66m
134m
IEEE 802.15.4 es un simple protocolo de paquetes de datos para redes inalámbricas
ligeras. ZigBee, se conoce con otros nombres como "HomeRF Lite", también puede usar las
bandas libres ISM de 2,4 GHz, 868 MHz (Europa) y 915 MHz (EEUU). Una red ZigBee
puede estar formada por hasta 255 nodos, los cuales tienen dormido el “transceiver” ZigBee
la mayor parte del tiempo, para mantener un bajo consumo.
La idea de ponerle el nombre ZigBee vino de una colmena de abejas pululando
alrededor de su panal y comunicándose entre ellas.
Diagrama de bloques del Stack Zigbee
En la figura siguiente se puede ver la arquitectura del “stack” software de ZigBee. Si
se está familiarizado con otros tipos de protocolos software de comunicaciones, se podrán ver
algunos términos familiares: PHY para la capa física o hardware, y MAC para la capa de
control de acceso al medio y NWK para la capa de red.
12
Comunicaciones inalámbricas
ZigBee es más simple que muchos “stacks” del protocolo así que requiere menos
código de software. El MAC y PHY están definidos por el estándar IEEE 802.15.4. NWK y
las capas de aplicación están definidas por la alianza ZigBee con el código de aplicación real
será proporcionado por el diseñador del equipo.
Fundamentos del estándar IEEE 802.15.4
Como se vio en la primera parte y como resumen, el IEEE 802.15.4 es un protocolo de
paquete de datos simple para redes inalámbricas ligeras. Muchos de los aspectos de este
diseño han sido usados durante muchos años en redes de radio paquetes.
•
•
•
•
Debido a que ZigBee se concentra en la baja transmisión de datos y representante de las
aplicaciones de baja transmisión de datos, como se dijo antes, CSMA está empleado para
evitar interferencias. Simplemente, los dispositivos 802.15.4 escuchan antes de transmitir.
Si hay una interferencia, el dispositivo espera un período de tiempo y vuelve otra vez o se
traslada a otro canal.
Hay 16 canales definidos en la banda de 2.4 GHz. El reconocimiento de mensaje está
también disponible para la confiabilidad de la entrega de datos mejorada, y están
disponibles las estructuras “beacon” (guía) para mejorar la latencia.
El estándar IEEE 802.15.4 define múltiples niveles de seguridad.
El protocolo 802.15.4 está diseñado para la monitorización y para aplicaciones de control
donde la duración de la pila es importante.
Características de 802.15.4
802.15.4 emplea ambos modos de direccionamiento largos y cortos. Los
direccionamientos cortos se usan en control de redes donde identificadotes de red son
asignados ad hoc. Esto resulta en requisitos de memoria reducidos, pero todavía admite hasta
65,000 nodos de red.
Hay de dispositivos especificados: (RFD) como dispositivo de función reducida, FFD
como dispositivo de función completa, y el Coordinador de la red. Éstos definen los
dispositivos ZigBee, donde un dispositivo “end point” puede ser RFD o FFD, un enrutador es
un FFD, y un coordinador de ZigBee es el coordinador de la red.
802.15.4 emplea una estructura de simple trama de la que se verá con más detalle
después. Esta estructura combinada con el reconocimiento de comunicación, resulta una
entrega de datos segura. Soporta la Asociación/Desasociación de la red, así como la
encriptación AES de 128 bits, si se desea. La estructura CSMA permite la buena coexistencia
con otros equipos. Hay también disponible una estructura de superframe opcional, para
mejorar la latencia.
Opciones del MAC
Hay dos mecanismos de acceso de canal. La operación sin beacon implica la
dependencia sobre las características del CSMA y del ACK para las comunicaciones exitosas.
Si es deseada mejor latencia, se puede usar la operación con beacon. En este modo, los
dispositivos son asignados uno de los 16 “slot times” entre beacons. Los intervalos entre
beacons pueden ser de 15 milésimas de segundo hasta 252 segundos.
13
Comunicaciones inalámbricas
Hay tres niveles de seguridad especificados. Sin ninguna seguridad, con la lista de
control de acceso de la red, y con AES – 128 bits. La última opción involucra software
adicional, que añadirá al tamaño de código.
Tipos de dispositivos IEEE 802.15.4
• Coordinador de red: es el dispositivo más sofisticado. Debe dirigir la red y requiere más
memoria, en general, por lo tanto.
• Dispositivo FFD: tiene funcionalidad completa. Mientras que un dispositivo FFD puede
ser un “end point”, generalmente será un enrutador. El FFD también puede trabajar como
un puente a otras redes. En este caso, podría requerir más potencia de memoria y
computación que el coordinador de la red. Este dispositivo no será alimentado por una
pequeña batería, en general.
• Dispositivo RFD: como su nombre implica, tiene un conjunto de características reducidas.
Solamente tiene que oir/hablar con su coordinador de red y su enrutador más cercano. Esta
clase de dispositivos se centra en aplicaciones de dispositivo “end point” trabajando con
batería.
Capa de red (NWK)
Debido a que el “stack” del protocolo de ZigBee es relativamente simple comparado
con otros “stacks” de protocolos de comunicaciones, lo que se llama capa de red de ZigBee a
menudo también se refiere a la capa de aplicación (APL). Esta arquitectura es el punto de
partida para el debate de la capa de red.
Canales IEEE 802.15.4
IEEE 802.15.4 define 27 canales de frecuencia entre las tres bandas. La capa física a
868/915 MHz soporta un solo canal entre los 868 y los 868.6 MHz , y diez canales entre los
902.0 y 928.0 MHz. Debido al soporte regional de esas dos bandas de frecuencias, es muy
improbable que una sola red utilice los 11 canales. Sin embargo, las dos bandas se consideran
lo suficientemente cercanas en frecuencia que se puede utilizar con el mismo hardware para
ambos y así reducir costos de manufacturación. La capa física a 2.4 GHz soporta 16 canales
entre los 2.4 y los 2.4835 GHz con un amplio espacio entre canales (5 MHz), con el objetivo
de facilitar los requerimientos de filtrado en la transmisión y en la recepción.
Estructura de canales del IEEE 802.15.4
Número de Canales
k=0
k = 1, 2, ... 10
k = 11, 12, ...26
Frecuencia central del Canal (MHz)
868.3
906 + 2 (k – 1)
2405 + 5 (k –11)
14
Comunicaciones inalámbricas
Frecuencia de los canales IEEE 802.15.4
Dado que en el hogar es propenso a tener múltiples redes inalámbricas trabajando en
las mismas bandas de frecuencias, así como una interferencia no intencionada de las diferentes
aplicaciones, la capacidad de relocalización dentro del espectro será un factor importante en el
éxito de las redes inalámbricas dentro del hogar. El estándar fue diseñado para implementar
una selección dinámica de canales, a través de una selección específica de algoritmos la cual
es responsabilidad de la capa de red. La capa MAC incluye funciones de búsqueda que sigue
paso a paso a través de una lista de canales permitidos en busca de una señal de guía, mientras
que la capa física contiene varias funciones de bajo nivel, tales como la detección de los
niveles de energía recibidos, indicadores de calidad en el enlace, así como de conmutación de
canales, lo que permite asignación de canales y agilidad en la selección de frecuencias. Esas
funciones son utilizadas por la red para establecer su canal inicial de operación y para cambiar
los canales en respuesta a una pausa muy prolongada.
Modulación
La PHY en los 868/915 MHz utiliza una aproximación simple DSSS en la cual cada
bit transmitido se representa por un chip-15 de máxima longitud de secuencia (secuencia m).
Los datos binarios son codificados al multiplicar cada secuencia m por +1 o -1, y la secuencia
de chip que resulta se modula dentro de la portadora utilizando BPSK (binary phase shift
keying). Antes de la modulación se utiliza una codificación de datos diferencial para permitir
una recepción diferencial coherente de baja complejidad.
Seguridad en IEEE 802.15.4
El estándar IEEE 802.15.4 proporciona tres niveles de seguridad:
• Sin seguridad (por ejemplo, aplicaciones de publicidad).
• Control de acceso a listas (sin seguridad criptográfica).
• Seguridad con clave simétrica.
Para minimizar costos para dispositivos que no lo requieran, el método de distribución
de clave no se especifica en el estándar pero se debe de incluir en capas superiores de las
aplicaciones apropiadas. 128 bytes AES.
Parámetros de los Datos
Parámetros del chip
Banda.
Velocidad
de bits
(kb/s)
Velocidad
de símbolos
(kbaud)
868/915
MHz
PHY
868.0-868.6
MHz
902.0-928
MHz
20
20
BPSK
300
BPSK
40
40
BPSK
600
BPSK
2.4 GHz
PHY
2.4-4.4835
GHz.
250.
62.5
16-ary
ortogonal.
2000
O-QPSK
PHY.
Modulación
Velocidad
de chip
(kchips/s)
Modulación
Parámetros de modulación
La capa física a 2.4 GHz emplea una técnica de modulación semi-ortogonal basada en
métodos DSSS (con propiedades similares). Los datos binarios están agrupados en símbolos
de 4 bits, y cada símbolo especifica una de las 16 secuencias de transmisión semi-ortogonales
de código de seudo-ruido (Pseudo-Noise). Las secuencias PN son concadenadas para que sean
datos de símbolos exitosos, y la secuencia agregada al chip es modulada en la portadora
15
Comunicaciones inalámbricas
utilizando MSK (Minimum Shift Keying). El uso de símbolos “casi ortogonales” simplifica la
implementación a cambio de un desempeño ligeramente menor (< 0.5 dB). Los parámetros de
modulación para ambas capas físicas se resumen en la tabla anterior.
En términos de eficiencia (energía requerida por bit), la señalización octogonal mejora
su funcionamiento en 2 dB que BPSK diferencial. Sin embargo, en términos de sensibilidad de
recepción, la capa física 868/915 MHz tiene una ventaja de 6-8 dB debido a que tiene
velocidades de transmisión más bajas. Por supuesto, que en ambos casos las pérdidas de
implementación debido a la sincronización, forma del pulso, simplificaciones en el detector y
demás cosas, resultan en desviaciones en sus curvas óptimas de detección.
Sensibilidad y Potencia
Las especificaciones actuales de sensibilidad de IEEE 802.15.4 especifican –85dBm
para la capa física a 2.4GHz y de -92dBm para la capa de física a 868-915MHz. Dichos
valores incluyen suficiente margen para las tolerancias que se requieren debido a las
imperfecciones en la fabricación, de la misma manera que permite implementar aplicaciones
de bajo costo. En cada caso, los mejores equipos deben ser del orden de 10dB mejor que las
especificaciones.
Naturalmente, el rango deseado estará en función de la sensibilidad del receptor, así
como de la potencia del transmisor. El estándar IEEE 802.15.4 especifica que cada dispositivo
debe de ser capaz de transmitir al menos a 1mW, pero dependiendo de las necesidades de la
aplicación, la potencia de transmisión puede ser mayor o menor para aprovechar la energía.
Los dispositivos típicos (1mW) se esperan que cubran un rango de entre 10-20 m; sin
embargo, con una buena sensibilidad y un incremento moderado en la potencia de
transmisión, una red con topología tipo estrella puede proporcionar una cobertura total para
toda una casa. Para aplicaciones que requieran mayor tiempo de latencia, la topología tipo
“mesh” ofrece una alternativa atractiva con buenas coberturas del hogar, dado que cada
dispositivo solo necesita suficiente energía para comunicarse con su vecino más cercano.
Interferencia de y para otros dispositivos
Los dispositivos que operan en la banda de 2.4 GHz pueden recibir interferencias
causadas por otros servicios que operan en dicha banda. Esta situación es aceptable en las
aplicaciones que utilizan el estándar IEEE 802.15.4, las cuales requieren una baja calidad de
servicio (QoS), no requieren comunicación asíncrona, y se espera que realice varios intentos
para completar la transmisión de paquetes. Por el contrario, un requerimiento primario de las
aplicaciones del IEEE 802.15.4 es una larga duración en las baterías; esto se logra con poca
energía de transmisión y muy pocos ciclos de servicio.
Dado que los dispositivos IEEE 802.15.4 se pasan dormidos el 99.9 por ciento del
tiempo, y ocupan transmisiones de baja energía en el espectro extendido, deben estar
trabajando en la banda de los 2.4 GHz.
Propuesta de Freescale™
Freescale™ (Motorola™) ha lanzado recientemente unos circuitos para
comunicaciones inalámbricas, conjuntamente con los microcontroladores de muy bajo
consumo de 8 bits HCS08, que permiten implementar comunicaciones punto a punto, punto a
multipunto, estrella o Zigbee.
16
Comunicaciones inalámbricas
Como base, Freescale™ ofrece el transmisor-receptor MC13191 juntamente con un
microcontrolador de 8 bits de muy bajo coste, como el MC9S08GT16 o GT32. El software del
“stack” puede ser simple porque la red es simple, con configuraciones punto a punto y en
estrella. El MC13191 es una versión reducida del MC13192, que se ha diseñado
específicamente para las aplicaciones de bajo coste de punto a multipunto.
Si se desea la compatibilidad con la red más sofisticada o con la compatibilidad a
ZigBee, el diseñador puede pasar al MC13192 y usar la MAC/PHY 802.15.4 de Freescale™. El
MC13192 contiene el conjunto de características requeridas por el software de la MAC. Un
procesador más grande, como el MC9S08GT32 o el GT60, debe ser requerido debido al
incremento de tamaño de código.
Solución Zigbee de Freescale
Finalmente Freescale™ puede dar la licencia para usar el stack Z y las herramientas de
desarrollo, con el MC13193 capacidad de implementar una red en malla de ZigBee completa,
juntamente con el MC9S08GT32 o GT60, y posteriormente se dará soporte a otros
microcontroladores de la familia HCS12 y a los procesadores de la familia ColdFire.
Para más información sobre ZigBee: http://www.zigbee.com
http://freescale.com
http://www.zigbee.org http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.html
http://www.semiconductors.philips.com/technologies/wirelessconnectivity/zigbee/
2.2.2 Bluetooth
Bluetooth es un sistema de comunicación inalámbrico que
aparece asociado a las Redes de Area Personal Inalámbricas en
inglés WPAN (Wireless Personal Area Network). Esta nueva
especificación está establecida para el enlace entre dispositivos de voz y datos a corto alcance,
de forma fácil y simple.
El vocablo Bluetooth procede del año 960: el rey de Dinamarca Harald Blatand II
Bluetooth, unió y cristianizo los países de Dinamarca y Noruega. En 1994 Ericsson empezó un
estudio de viabilidad de una solución de conexión vía radio a bajo coste y bajo consumo, para
conectar teléfonos móviles y sus accesorios. En 1998 Ericsson y Nokia, junto con IBM y
Toshiba más Intel formaron el SIG, Grupo de Interés Especial, donde actualmente lo forman
más de 1700 miembros.
17
Comunicaciones inalámbricas
Bluetooth opera en una banda no licenciada ISM (Industrial Scientific Medical) de 2.42.5GHz permitiendo la transmisión de voz y datos, de forma rápida y segura con un rango de
hasta 10 metros con 1 miliwatio o 100 metros si se usa un amplificador con 100 miliwatios.
Puede transferir datos de forma asimétrica a 721 Kbps y simétricamente a 432 Kbps. Se puede
transmitir voz, datos e incluso vídeo. Para transmitir voz son necesarios tres canales de 64
Kbps, para transmitir vídeo es necesario comprimirlo en formato MPEG-4 y usar 340 Kbps
para conseguir refrescar 15 veces por segundo una pantalla VGA de 320x240 puntos.
Bluetooth minimiza la interferencia potencial al emplear saltos rápidos en frecuencia (1600
veces por segundo).
Dentro de una aplicación típica de Bluetooth nos podemos encontrar los siguientes elementos:
Master: es el dispositivo Bluetooth que establece e inicializa la conexión, la secuencia de
control “hopping” y la temporización de los demás dispositivos colocados en lo que se llama
una red “Piconet”.
Slave: es el dispositivo habilitado en una Piconet. Una red Piconet tiene un máximo de 7
esclavos.
Piconet: una red de hasta 8 dispositivos conectados (1 maestro+ 7 esclavos).
Scatternet: red formada por diferentes redes Piconet.
La arquitectura bluetooth se organiza en "piconets", formadas por dos o más
dispositivos compartiendo un canal; uno de los terminales actúa como maestro de la “piconet”,
mientras que el resto actúan como esclavos. Varias piconet con áreas de cobertura
superpuestas forman una "scatternet".
Piconet con un solo esclavo (a), con múltiples esclavos (b) y
scatternet" (c)
La solución actual de dispositivos Bluetooth que
propone Philips consiste en un “chipset” formado por un
modulo de RF llamado “True Blue RF Module BGB100” que
realiza el procesado de las señales de radio frecuencia y las
entrega al procesador banda base según el estándar Bluetooth
1.1. que esta en el segundo chip: “Controlador de banda base
Blueberry PCF87750”.
El módulo de radio frecuencia True Blue BGB100 tiene una interfaz directa con el
controlador de banda base PCF87750 y está basado en el circuito integrado de RF UAA3558,
que integra el VCO, el sintetizador, los filtros de frecuencia intermedia y amplificadores de
potencia si se requiere, convirtiéndolo en una solución de bajo coste.
18
Comunicaciones inalámbricas
El controlador de banda base Blueberry PCF87750 tiene: núcleo microcontrolador de
Ericsson (ARM7TDMI), codec de audio, memoria de programa MTP 384KB, memoria
SRAM 32-64KB, interfaces de I/O, USB, SPI, UART y PCM que realiza el procesado de voz
y datos. Hay disponibles Kits de desarrollo, placa de evaluación con el BGB100, módulos
completos en colaboración con Connect Blue que dará el soporte del software y módulos con
el módulo de RF BGB100 plug-in.
El futuro Bluetooth 2.0
La nueva especificación 2.0, soportará velocidades de 4, 8 y 12 Mbps, dependiendo del
dispositivo, pero todas ellas compatibles entre sí. Por otro lado, se proporcionará un nivel de
acceso al medio más eficiente que garantice los tiempos de respuesta de aplicaciones de audio
y vídeo en tiempo real. La distancia seguirá siendo unos 10 metros y consumirá el doble de
potencia. Una de las características más importantes de la versión 2.0 es que evita los
problemas de la versión cuando se cae el maestro de una Piconet. En la nueva versión,
cualquier dispositivo de la Piconet puede ser el supervisor o maestro de las comunicaciones
cuando algún otro desaparece o falla.
Mientras aparece esta versión (previsto 2004), se espera lanzar antes una versión 1.2 diseñada
para trabajar entre 2 y 3 Mbps.
Para más información sobre Bluetooth: http://www.bluetooth.com http://www.infineon.com
http://www.palowireless.com/bluetooth/ http://www.thebluelink.com http://freescale.com
http://www.egroups.com/group/bluetooth/ http://www.semiconductors.philips.com/bluetooth
http://mail.anywhereyougo.com/mailman/listinfo/bluetooth-dev
2.2.3 WiFi o WLAN IEEE 802.11
Es un sistema de comunicación sin hilos WLAN (Wireless Local
Area Network) que se utiliza para redes de PC y periféricos. La iniciaron
un consorcio de diferentes compañías en 1990. La transmisión de datos
trabaja en modo bidireccional con un protocolo CSMA/CD, que evita
colisiones monitorizando el nivel de señal en la red, con las siguientes características:
• 802.11
2Mb/s @ 2.4GHz
• 802.11 b
11Mb/s @ 2.4GHz
• 802.11 g
55Mb/s @ 2.4GHz
• 802.11 a
55Mb/s @ 5.7GHz
La
versión más conocida
actualmente es la 802.11b y se conoce
con el nombre comercial de WiFi
(Wireless Fidelity). La asociación
WECA es la encargada de vigilar y
certificar que los productos WiFi
cumplen todas las normas y que, por lo
tanto, son compatibles con los
dispositivos comercializados hasta la
fecha.
19
Comunicaciones inalámbricas
Philips
Dispositivos
Estándar
Mobile/handheld
BGW100 +
SA2443
RF SiP +
Baseband/MAC
Low power
802.11b
Media Networking
BGW200
RF Transceiver +
Baseband/MAC SiP
Low power 802.11b
SA5251 +
SA5250
SA2451 +
SA5250
RF Transceiver +
Baseband/MAC
802.11 a/g
RF Transceiver +
Baseband/MAC
802.11g
Para más información: http://www.ofdm.org/ http://www.wi-fi.net/
http://www.wirelessethernet.org http://www.wi-fi.org http://www.weca.net
www.semiconductors.philips.com/technologies/wirelessconnectivity/80211a/index.html
2.2.4 DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications)
DECT (Telecomunicaciones Digitales Inalámbricas Europeas) es una tecnología
inalámbrica digital que se originó en Europa, pero ahora se está adoptado a un nivel mundial
para teléfonos y oficinas inalámbricas. A primeros de 1980, los teléfonos analógicos
inalámbricos empezaron a llegar a los países del Este. Más tarde en 1987, dos principios
tecnológicos habían salido, los estándares el CT2 en el Reino Unido y el CT3 en Suecia. Con
espíritu de compromiso Europeo se decidió desarrollar una nueva norma DECT a través del
ETSI (Instituto de Normas de Telecomunicaciones Europeo) qué cogió lo mejor de CT2 y
CT3. Así es como DECT nació en enero de 1988. Este estándar ETSI para voz y datos
inalámbricos dentro de un edificio, usa TDMA y TDD.
10 ms or 11520 bit
Frame
TDMA (Time Division Multiple Access) o Acceso
por División Múltiple de Tiempo: es una técnica
para multiplexar llamadas múltiples en lo que
normalmente solo se podría soportar un canal en
una frecuencia de radio. Al dividir el portador en
canales de tiempo se soportan múltiples canales.
Estaciones móviles que comparten este portador
deben tomar turnos al tratar de acceder al portador,
cada uno con su canal.
FP transmitting
0 1 2
11 12 13 14
23
416.7 µs or 480 bit
Slot
S
32
Packet
PP transmitting
D
388
368.1 µs or 424 bit
Z
4
CO RD-8.1.0 (E)
Es un sistema de comunicación digital sin hilos para voz y datos en telefonía, conexión punto
a punto que permite transmitir hasta 1Mbps en modo bidireccional, trabajando a una
frecuencia de 1,9GHz con la tecnología GFSK.
Para más información sobre DECT: http://www.dect.ch
2.2.5 HomeRF
El grupo de trabajo HomeRF desde 1998 ha desarrollado una sola
especificación SWAP (Shared Wireless Access Protocol) para un amplio
rango de dispositivos de gran consumo que pueden trabajar entre ellos. El
SWAP es una especificación abierta a la industria que permite a los PCs,
periféricos, teléfonos inalámbricos y otros dispositivos de gran consumo compartir y
comunicar voz y datos, en y alrededor de la casa, sin la complicación y el gasto de nuevos
cableados, en la banda de ISM de 2.4GHz. Con características de tiempo real, esta tecnología
20
Comunicaciones inalámbricas
puede proporcionar varios canales de voz para telefonía, por lo que se ha dicho es una
evolución del DECT europeo (Digital European Cordless Telephone).
HomeRF tiene el impulso adquirido de la industria que necesita dominar el mercado de
la red en Casas. Al contrario de otras normas de LAN inalámbricas, el protocolo de HomeRF
proporciona alta calidad, capacidad de voz multi-usuario. HomeRF combina lo mejor
tecnología de las redes de datos de banda ancha inalámbricas con la telefonía inalámbrica
digital más prevaleciente estándar en el mundo.
Para más información HomeRF: http://www.homerf.org/ http://europe.homerf.org/
http://www.semiconductors.philips.com
2.2.6 HiperLAN2
Es un sistema de comunicación sin hilos para redes de alta
velocidad de transmisión para audio y video de alta calidad. Es una
versión mejorada del IEE802.11 que soporta la transmisión de
datos en modo síncrono y asíncrono, trabajando en modo OFDM (Orthogonal Frequency
Division Multiplexing). En aplicaciones de video se le llama también “Wireless 1394”. Ha
sido iniciada por una gran lista de miembros.
Para más información sobre HiperLAN2:
http://www.semiconductors.philips.com/technologies/wirelessconnectivity/1394/index.html
2.2.7 UWB (Ultra Wide Band)
La banda ultra-ancha (UWB) es una tecnología inalámbrica diseñada para redes de
área personal (PAN) de corto alcance de tercera y cuarta generación. Con una velocidad de
comunicación de 480 Mbps y con un alcance de unos 20 metros. La convergencia que tiene
lugar entre los mercados del PC, la electrónica de consumo y los teléfonos móviles ha creado
la necesidad de compartir datos de velocidad muy alta entre ellos, como los ordenadores, las
videograbadoras personales, las cámaras de fotos, los reproductores de MP3 y otros
dispositivos domésticos, con la banda ultra-ancha (UWB) es una tecnología que permite a
estas aplicaciones de banda muy ancha para poder transferir datos de forma inalámbrica.
La modulación de banda ultraancha se basa en la transmisión de
pulsos con unos tiempos de subida y
bajada extremadamente cortos (del orden
de unas pocas décimas de nanosegundo).
Esos pulsos tan estrechos, se traducen en
el dominio de la frecuencia en un
espectro de gran ancho de banda, que se
extiende prácticamente desde el rango de
continua hasta varios GHz.
21
Comunicaciones inalámbricas
La frecuencia de trabajo comprende desde los 3,1 GHz hasta los 10,6GHz. En lugar de
requerir que una radio de tipo ultrawideband use la banda completa de 7,5 GHz para transmitir
información, la FCC definió un ancho de banda de 500 MHz a un nivel de 10 db. Con estos
parámetros los diseñadores son capaces de usar una combinación de subbandas de dicho
espectro para optimizar el rendimiento de los sistemas, el consumo de energía y la
complejidad del diseño. Los sistemas de tipo Ultrawideband pueden realizar la transmisión de
información con un bajo consumo energético intercalando el envío de datos a través de cada
una de las subbandas.
Esta tecnología se basa en la transmisión de información simultáneamente a través de
múltiples portadoras espaciadas entre sí en unas frecuencias precisas. Lo más probable es que
los primeros productos basados en esta tecnología, que seguramente aparecerán en el mercado
durante el primer trimestre del año próximo, usen la banda de frecuencias comprendida entre
3,1 y 4,8 GHz, lo que resulta suficiente para el uso de tres subbandas de 500 MHz cada una.
En cualquier caso el uso de una banda de frecuencias concreta sería configurable por software,
lo que hará que Ultrawideband pueda adaptarse a las frecuencias que se asignen a este tipo de
productos por las autoridades de regulación de cualquier parte del mundo.
Desde las primeras investigaciones aplicadas sobre el tema, a finales de los años 60, ha
pasado por varias denominaciones, como ‘carrier-free modulation’, ‘baseband modulation’ o
‘impulse radio’, siendo el de ‘Ultra WideBand Technology’ el último apelativo que se le ha
asociado.
Grupos industriales que trabajan con UWB
En el Foro de Desarrolladores de Intel en EE.UU., celebrado en la primavera de 2004, Intel
anunció la formación del Grupo de promotores de USB inalámbrico. Este grupo planea
producir una especificación de bus serie universal inalámbrico (WUSB) basándose en la radio
de banda ultra-ancha especificada por la Multiband OFDM Alliance.
MBOA y IEEE
Multiband OFDM Alliance, una organización que representa a más de 100 empresas que
respaldan una especificación de UWB basada en OFDM, y el IEEE, están trabajando en
iniciativas de normalización de UWB y en la creación de un diseño de radio básico que
funcione con la capa de convergencia producida por WiMedia Alliance.
WiMedia Alliance
WiMedia Alliance tomará la radio fabricada por la MBOA y el IEEE y aplicará una capa de
convergencia y una pila de IP en la parte superior. Suministrando una capa de convergencia, el
usuario de un PC interesado en ejecutar aplicaciones de WUSB y de W1394 puede ejecutarlas
en una única radio. La capa de convergencia permitirá que la radio se pueda compartir entre
las dos aplicaciones.
WiMedia Alliance también piensa crear y administrar criterios de certificación de productos
para interoperabilidad de varios proveedores de forma similar a lo que hace Wi-Fi* Alliance
para 802.11*. De esta forma, WiMedia Alliance podrá proporcionar a los clientes un nivel
probado de interoperabilidad.
Para más información sobre UWB:
http://www.multibandofdm.org/ www.intel.com www.freescale.com
http://www.ieee802.org/15/pub/TG3a.html
22
Comunicaciones inalámbricas
2.2.8 WiMedia Alliance
WiMedia Alliance tomará la radio fabricada por la MBOA y el IEEE y aplicará una
capa de convergencia y una pila de IP en la parte superior. Suministrando una capa de
convergencia, el usuario de un PC interesado en ejecutar aplicaciones de WUSB y de W1394
puede ejecutarlas en una única radio. La capa de convergencia permitirá que la radio se pueda
compartir entre las dos aplicaciones.
WiMedia Alliance también piensa crear y administrar criterios de certificación de productos
para interoperabilidad de varios proveedores de forma similar a lo que hace Wi-Fi* Alliance
para 802.11*. De esta forma, WiMedia Alliance podrá proporcionar a los clientes un nivel
probado de interoperabilidad.
Para más información sobre WiMedia:
http://www.wimedia.org/
PAN
Bluetooth
UVB
802.15.1
Redes de corto
alcance, peer to
peer
10 –100 m
1-3 Mbps
UltraWideBand
MBOA
Interconexión local
de alta velocidad,
Wireless USB
10 m
480 Mbps
Banda de Frecuencia
2,45 GHz
Modulación/acceso
FSK/PSK
Aplicaciones
Rango
Veloc. De transm.
LAN
Wireless LAN
WAN
Cellular
802.11 a/b/g/n
PCS/GSM
LAN de media a
alta velocidad
Datos i
móviles
voz
en
50 – 150 m
11 Mbps (b) – 54
Mbps (a/g) – 100
Mbps (n)
1 km
115 kbps (GPRS) –
384 kbps (EDGE) –
2 Mbps (3G)
3,1 – 10,6 GHz
2,45 y 5,8 GHz
OFDM
DSSS/CCK
CSMA, OFDM
0,9 - 1,8 - 1.9 – 2.2
GHz
OMSK/QPSK
TDMA
2.2.9 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
El grupo de trabajo IEEE 802.16 está trabajando en la especialización punto a multipunto
BWA (Broadband Wireless Access). Tecnologías Similares, WiMAX es equivalente al
competidor en Europa HIPERMAN. WiMAX no entra en conflicto con WiFi, sino que es
complementaria. WiMAX es una tecnología inalámbrica MAN (Metropolitan Area Network)
que conectará con IEEE 802.11(WiFi) a Internet y proporciona una extensión inalámbrica al
cable. IEEE 802.16 proporciona hasta 50 km de rango de área lineal de servicio y permite usar
conectividad sin una linea directa de vista a la estación base. La tecnología proporciona
velocidades de transmisión de hasta 70 Mbit/s. Esta es una ventaja en que se reduce la latencia
y los costosos requerimientos que requieren los accesos a satelite.
WiMAX tiene el potencial para habilitar incluso millones de accesos a Internet de forma
económica y fácil. La cobertura de WiMAX se mide en kilómetros cuadrados, mientras que
WiFi se mide en metros cuadrados. Una estación base WiMAX puede trabajar en un radio de
hasta 50 km.
Para más información de WiMAX:
http://ieee802.org/16 http://www.wimaxforum.org/about
http://www.intel.com/ebusiness/pdf/wireless/intel/80216_wimax.pdf
23
Descargar