IEEE 802.15 - IEEE 802.15

IEEE 802.15 это рабочая группа из Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) IEEE 802 комитет по стандартам, который определяет беспроводная личная сеть (WPAN) стандарты. Есть 10 основных направлений развития, не все из которых активны.

Количество групп задач в IEEE 802.15 варьируется в зависимости от количества активных проектов. Текущий список активных проектов можно найти на Веб-сайт IEEE 802.15.

IEEE 802.15.1: WPAN / Bluetooth

Первая группа задач основана на Bluetooth технологии. Он определяет физический уровень (PHY) и Контроль доступа к СМИ (MAC) спецификация для беспроводного подключения к стационарным, портативным и движущимся устройствам в пределах личного рабочего пространства или входящим в него. Стандарты были выпущены в 2002 и 2005 годах.[1][2]

IEEE 802.15.2: сосуществование

Вторая группа задач касается сосуществования беспроводных персональных сетей (WPAN) с другими беспроводными устройствами, работающими в нелицензируемых частотных диапазонах, таких как беспроводные локальные сети (WLAN). Стандарт IEEE 802.15.2-2003 был опубликован в 2003 году.[3] а вторая целевая группа перешла в «спячку».[4]

IEEE 802.15.3: высокоскоростной WPAN

IEEE 802.15.3-2003

IEEE 802.15.3-2003 - это стандарт MAC и PHY для высокоскоростных (от 11 до 55 Мбит / с) сетей WPAN. Стандарт можно скачать через программу IEEE Get,[5] который финансируется волонтерами IEEE 802.

IEEE 802.15.3a

IEEE P802.15.3a был попыткой обеспечить более высокую скорость Сверхширокополосный Поправка о расширении PHY к IEEE 802.15.3 для приложений, связанных с обработкой изображений и мультимедиа. Члены рабочей группы не смогли прийти к соглашению, выбирая между двумя технологическими предложениями, многополосным мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (MB-OFDM) и прямой последовательностью UWB (DS-UWB), при поддержке двух различных отраслевых альянсов и отозван в январе 2006 г.[6] Документы, относящиеся к разработке IEEE 802.15.3a, заархивированы на сервере документов IEEE.[7]

Смотрите также: Форум СШП и WiMedia Alliance

IEEE 802.15.3b-2006

Поправка к IEEE 802.15.3b-2005 была выпущена 5 мая 2006 г. Она усовершенствовала 802.15.3 для улучшения реализации и взаимодействия MAC. Эта поправка включает множество оптимизаций, исправленных ошибок, уточненных двусмысленностей и добавленных редакционных пояснений при сохранении обратной совместимости. Помимо других изменений, поправка определила следующие новые функции:[8]

  • новый объект управления уровня MAC (MLME) точка доступа к услугам (SAP)
  • подразумеваемая политика подтверждения, которая разрешает опрос
  • управление логической связью /протокол доступа к подсети (LLC / SNAP) заголовки
  • многоадресная передача присвоение адреса
  • несколько периодов конкуренции в суперславе
  • метод передачи времени канала другому устройству в PAN
  • более быстрое восстановление сети в случае внезапного отключения координатора пикосети (PNC)
  • метод для устройства, чтобы вернуть информацию о качестве сигнала принятого пакета.

IEEE 802.15.3c-2009

IEEE 802.15.3c-2009 был опубликован 11 сентября 2009 года. Целевая группа TG3c разработала альтернативный физический уровень (PHY) на основе миллиметровых волн для существующего стандарта беспроводной персональной сети (WPAN) 802.15.3-2003 802.15.3. . Целевая группа 3c (TG3c) IEEE 802.15.3 была сформирована в марте 2005 года. Этот WPAN mmWave определен для работы в диапазоне 57–66 ГГц. В зависимости от географического региона доступна полоса пропускания от 2 до 9 ГГц (например, 57–64 ГГц доступна как нелицензионная полоса, определенная FCC 47 CFR 15.255 в Северной Америке). WPAN миллиметрового диапазона обеспечивает очень высокую скорость передачи данных на небольшом расстоянии (10 м) для приложений, включая высокоскоростной доступ в Интернет, загрузку потокового контента (видео по запросу, HDTV, домашний кинотеатр и т. Д.), Потоковую передачу в реальном времени и беспроводную шину данных для замена кабеля. Всего в стандарте определены три режима PHY:[9]

  • Режим с одной несущей (SC) (до 5,3 Гбит / с)
  • Режим высокоскоростного интерфейса (HSI) (одна несущая, до 5 Гбит / с)
  • Аудио / видео (AV) режим (OFDM, до 3,8 Гбит / с).

IEEE 802.15.4: WPAN с низкой скоростью

Стек протоколов для 802.15.4
Основная статья: IEEE 802.15.4

IEEE 802.15.4-2003 (Low Rate WPAN) имеет дело с низкой скоростью передачи данных, но очень долгим сроком службы батареи (месяцы или даже годы) и очень низкой сложностью. Стандарт определяет как физический (уровень 1), так и уровень передачи данных (уровень 2) уровни Модель OSI. Первое издание стандарта 802.15.4 было выпущено в мае 2003 года. Несколько стандартизированных и проприетарных протоколов сетевого (или ячеистого) уровня работают в сетях на основе 802.15.4, включая IEEE 802.15.5, ZigBee, Нить, 6LoWPAN, WirelessHART, и ISA100.11a.

Альтернативный низкоскоростной PHY WPAN (4a)

Основная статья: IEEE 802.15.4a

IEEE 802.15.4a (формально называется IEEE 802.15.4a-2007) - это поправка к IEEE 802.15.4, определяющая дополнительные физические уровни (PHY) к исходному стандарту. Основной интерес заключался в обеспечении более точного определения дальности и возможности локализации (точность 1 метр и выше), более высокой совокупной пропускной способности, добавления масштабируемости к скоростям передачи данных, увеличения дальности и более низкого энергопотребления и стоимости. Выбранные базовые параметры представляют собой два необязательных PHY, состоящих из UWB Импульсное радио (работающее в нелицензируемом СШП-спектре) и ЛЧМ-спектр (работающее в нелицензионном спектре 2,4 ГГц). Радиомодуль Pulsed UWB основан на технологии Continuous Pulsed UWB (см. C-UWB ) и сможет обеспечивать связь и высокую точность определения дальности.[10]

Редакция и усовершенствование (4b)

IEEE 802.15.4b был утвержден в июне 2006 г. и опубликован в сентябре 2006 г. как IEEE 802.15.4-2006. Целевой группе 4b IEEE 802.15 было поручено создать проект по конкретным улучшениям и уточнениям стандарта IEEE 802.15.4-2003, таким как устранение двусмысленностей, снижение ненужной сложности, повышение гибкости в использовании ключей безопасности, рассмотрение новых доступных частотных распределений, и другие.

Поправка PHY для Китая (4c)

IEEE 802.15.4c был утвержден в 2008 году и опубликован в январе 2009 года. Это определяет поправку к PHY, которая добавляет новые спецификации радиочастотного спектра для решения китайских нормативных изменений, которые открыли 314–316 МГц, 430–434 МГц и 779–787 МГц. диапазоны для использования Wireless PAN в Китае.

Поправка PHY и MAC для Японии (4d)

Целевая группа 4d IEEE 802.15 была создана для определения поправки к стандарту 802.15.4-2006. Поправка определяет новый PHY и такие изменения MAC, которые необходимы для поддержки нового распределения частот (950–956 МГц) в Японии при одновременном сосуществовании с системами пассивных тегов в этой полосе частот.

Поправка MAC для промышленного применения (4e)

Целевая группа 4e IEEE 802.15 создана для определения поправки MAC к существующему стандарту 802.15.4-2006. Цель этой поправки - улучшить и добавить функциональные возможности MAC 802.15.4-2006, чтобы: а) лучше поддерживать промышленные рынки и б) обеспечить совместимость с модификациями, предлагаемыми в китайской WPAN. Были внесены определенные улучшения для добавления переключения каналов и опции переменного временного интервала, совместимой с ISA100.11a. Эти изменения были утверждены в 2011 году.

Поправка PHY и MAC для активной RFID (4f)

Рабочая группа IEEE 802.15.4f Active RFID System Task Group предназначена для определения нового беспроводного физического (PHY) уровня (ов) и усовершенствований стандартного MAC-уровня 802.15.4-2006, которые необходимы для поддержки новых PHY для активных RFID системы двунаправленных приложений и приложений определения местоположения.

Поправка PHY для интеллектуальных инженерных сетей (4g)

IEEE 802.15.4g Smart Utility Networks (SUN) Task Group создана для создания PHY-поправки к 802.15.4, чтобы обеспечить стандарт, который упрощает очень крупномасштабные приложения для управления процессами, такие как утилита умная сеть электроснабжения сеть, способная поддерживать большие, географически разнесенные сети с минимальной инфраструктурой, потенциально с миллионами фиксированных конечных точек. В 2012 году они выпустили стандарт радиосвязи 802.15.4g.[11]В Ассоциация телекоммуникационной индустрии Комитет TR-51 разрабатывает стандарты для подобных приложений.[12]

IEEE 802.15.5: ячеистая сеть

IEEE 802.15.5 обеспечивает архитектурную основу, позволяющую устройствам WPAN обеспечивать совместимость, стабильность и масштабируемость беспроводной связи. ячеистая сеть. Этот стандарт состоит из двух частей: ячеистой сети WPAN с низкой скоростью и ячеистой сети WPAN с высокой скоростью. Низкоскоростная сетка построена на IEEE 802.15.4-2006 MAC, тогда как высокоскоростная сеть использует MAC IEEE 802.15.3 / 3b. Общие особенности обеих сетей включают в себя инициализацию сети, адресацию и многоадресную одноадресную передачу. Кроме того, низкоскоростная сетка поддерживает многоадресную рассылку, надежную широковещательную передачу, поддержку переносимости, трассировку маршрута и функцию энергосбережения, а высокоскоростная сетка поддерживает многозвенное обслуживание с гарантированным временем.

Ячеистая сеть для сетей IEEE 802.15.1 выходит за рамки IEEE 802.15.5 и осуществляется в Сетка Bluetooth рабочая группа.

IEEE 802.15.6: Сети тела

Основная статья: IEEE 802.15.6

В декабре 2011 г. IEEE 802.15.6 рабочая группа одобрила проект стандарта на Сеть тела (БАН) технологии. Проект был одобрен 22 июля 2011 года путем письменного голосования для начала процесса голосования спонсоров.[13] Целевая группа 6 была сформирована в ноябре 2007 года, чтобы сосредоточиться на стандарте беспроводной связи с низким энергопотреблением и малым радиусом действия, который будет оптимизирован для устройств и работы на человеческом теле, внутри или вокруг него (но не ограничиваясь людьми) для обслуживания различных приложений. включая медицину, бытовую электронику и развлечения.

IEEE 802.15.7: связь в видимом свете

По состоянию на декабрь 2011 года рабочая группа IEEE 802.15.7 по связи в видимом свете завершила проект 5c стандарта PHY и MAC для связи в видимом свете (VLC). Первое собрание Целевой группы 7 состоялось в январе 2009 г., на котором было поручено разработать стандарты для оптическая связь в свободном пространстве используя видимый свет.[14]

IEEE P802.15.8: одноранговая связь

IEEE P802.15.8 получил одобрение Совета по стандартам IEEE 29 марта 2012 года для формирования целевой группы для разработки стандарта одноранговой связи (PAC), оптимизированного для одноранговой связи и связи без инфраструктуры с полностью распределенной координацией, работающей в полосах ниже 11 ГГц. Предлагаемый стандарт нацелен на скорость передачи данных более 100 кбит / с с масштабируемой скоростью передачи данных до 10 Мбит / с. К особенностям предлагаемого можно отнести:

  • обнаружение одноранговой информации без ассоциации
  • обнаружение количества устройств в сети
  • групповое общение с одновременным членством в нескольких группах (обычно до 10)
  • относительное позиционирование
  • многозвенное реле
  • безопасность

Проект стандарта находится в стадии разработки, дополнительную информацию можно найти на Веб-страница IEEE 802.15 Task Group 8.

IEEE P802.15.9: протокол управления ключами

7 декабря 2011 года IEEE P802.15.9 получил одобрение Совета по стандартам IEEE для формирования целевой группы для разработки рекомендуемой практики передачи дейтаграмм протокола управления ключами (KMP). Рекомендуемая практика будет определять структуру сообщений, основанную на информационных элементах, как метод транспортировки для дейтаграмм протокола управления ключами (KMP), а также руководящие принципы использования некоторых существующих KMP с IEEE Std 802.15.4. Рекомендуемая практика не приведет к созданию нового KMP.[15]

Хотя IEEE Std 802.15.4 всегда поддерживал безопасность дейтаграмм, он не предоставлял механизма для установки ключей, используемых этой функцией. Отсутствие поддержки управления ключами в IEEE Std 802.15.4 может привести к слабым ключам, что является обычным способом атаки на систему безопасности. Добавление поддержки KMP критично для правильной структуры безопасности. Некоторые из существующих KMP, которые он может адресовать, - это IETF PANA, HIP, IKEv2, IEEE Std 802.1X и 4-Way-Handshake.

Проект рекомендуемой практики находится в стадии разработки, дополнительную информацию можно найти на Веб-страница IEEE 802.15.

IEEE P802.15.10: Маршрутизация уровня 2

IEEE P802.15.10 получил одобрение Совета по стандартам IEEE 23 августа 2013 года для формирования целевой группы для разработки рекомендуемой практики маршрутизации пакетов в динамически изменяющихся беспроводных сетях 802.15.4 (изменения порядка одной минуты) с минимальным влиянием на управление маршрутами. Цель состоит в том, чтобы расширять зону покрытия по мере увеличения количества узлов.[16] Возможности, связанные с маршрутом, которые предоставляет рекомендуемая практика, включают следующее:

  • Установление маршрута
  • Динамическая реконфигурация маршрута
  • Обнаружение и добавление новых узлов
  • Нарушение установленных маршрутов
  • Потеря и повторение маршрутов
  • Сбор статуса ссылки в реальном времени
  • Разрешение появления одиночного перехода на сетевом уровне (не нарушая стандартные механизмы L3)
  • Поддержка трансляции
  • Поддержка многоадресной рассылки
  • Эффективная пересылка кадров

Проект рекомендуемой практики находится в стадии разработки; дополнительную информацию можно найти на Веб-страница IEEE 802.15.10.

Постоянный комитет по беспроводной связи следующего поколения

Постоянный комитет IEEE P802.15 Wireless Next Generation (SCwng) создан для облегчения и стимулирования презентаций и обсуждений новых технологий, связанных с беспроводной связью, которые могут быть предметом новых проектов стандартизации 802.15, или для обращения ко всей рабочей группе 802.15 с вопросами или проблемами, связанными с технологиями. или технологии.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «IEEE Std 802.15.1-2005 - Часть 15.1: Характеристики контроля доступа к беспроводной среде (MAC) и физического уровня (PHY) для беспроводных персональных вычислительных сетей (WPAN)». Ассоциация стандартов IEEE. Дои:10.1109 / IEEESTD.2005.96290. ISBN  0-7381-4707-9. Получено 30 июня, 2011.
  2. ^ «IEEE IEEE 802.15 WPAN Task Group 1 (TG1)». Официальный веб-сайт. Ассоциация стандартов IEEE. 9 февраля 2004 г.. Получено 30 июня, 2011.
  3. ^ «IEEE Std 802.15.2-2003 - Часть 15.2: Сосуществование беспроводных персональных сетей с другими беспроводными устройствами, работающими в нелицензионных диапазонах частот». Ассоциация стандартов IEEE. 2003 г. Дои:10.1109 / IEEESTD.2003.94386. ISBN  0-7381-3703-0. Получено 30 июня, 2011.
  4. ^ "IEEE 802.15 WPAN Task Group 2 (TG2)". Официальный веб-сайт. Ассоциация стандартов IEEE. 12 мая 2004 г.. Получено 30 июня, 2011.
  5. ^ http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.15.3-2003.pdf
  6. ^ http://standards.ieee.org/about/sasb/nescom/projects/802-15-3a.pdf
  7. ^ «Ассоциация стандартов IEEE - Документы». mentor.ieee.org. Получено 12 апреля 2018.
  8. ^ http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.15.3b-2005.pdf
  9. ^ http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.15.3c-2009.pdf
  10. ^ "IEEE 802.15 WPAN низкоскоростной альтернативный PHY Task Group 4a (TG4a)". Ассоциация стандартов IEEE. 30 марта 2007 г.. Получено 9 декабря 2011..
  11. ^ "Скоростные, беспроводные, интеллектуальные сети инженерных сетей". Стандарты IEEE. 29 марта 2012 г.. Получено 30 марта 2020.
  12. ^ «Интеллектуальные инженерные сети TR-51». Веб-сайт комитета. TIA. Архивировано из оригинал 10 февраля 2014 г.. Получено 16 ноября 2013.
  13. ^ «IEEE 802.15 WPAN Task Group 6 (TG6) Body Area Networks». Ассоциация стандартов IEEE. 9 июн 2011. Получено 9 декабря 2011.
  14. ^ «IEEE 802.15 WPAN Task Group 7 (TG7) Visible Light Communication». Ассоциация стандартов IEEE. 9 апреля 2011 г.. Получено 9 декабря 2011.
  15. ^ «Запрос на авторизацию проекта IEEE 802.15.9 (PAR)» (PDF). Ассоциация стандартов IEEE. 3 сен 2015. Получено 25 сен 2015..
  16. ^ «Запрос на авторизацию проекта IEEE 802.15 .10 (PAR)» (PDF). 23 августа 2013 г.. Получено 24 сен 2015.
  17. ^ «Постоянный комитет следующего поколения по беспроводной связи IEEE 802.15 WPAN SCwng». Ноя 2011. Получено 9 декабря 2011.

внешняя ссылка