Shift Keying, квадратурная манипуляция фазовым сдвигом со смещением), позволяют достигать скорости передачи данных до 55 Мбит/с на расстоянии до 100 метров, одновременно работать в такой сети могут до 245 пользователей. При возникновении помех со стороны других бытовых устройств или иных сетей, сети на основе IEEE 802.15.3 будут автоматически переключать каналы. Также поддерживается скорости передачи данных - 11, 22, 33 и 44 Мбит/с. Шифрование данных в сетях IEEE 802.15.3 может осуществлятся по стандарту AES 128. Плюсы: низкое энергопотребление и низкая стоимость.
Cтандарт IEEE 802.15.4 (ZigBee) ориентирован, главным образом, на использование в качестве средства связи между автономными приборами и оборудованием. В корпоративном секторе это могут быть, например, складские системы, системы автоматизации производства, различные датчики, сенсоры, сервоприводы, электронные метки, а в домашних условиях – персональные компьютеры, игровые приставки, системы безопасности, освещения, кондиционирования, радиофицированные игрушки.
Стандарт IEEE 802.15.4 определяет спецификации физического слоя (PHY) и протокол управления доступом (MAC), предлагая поддержку различных топологий сетей. Схемы сетевой маршрутизации призваны обеспечить сохранение энергии и кратчайшие задержки, укладывающееся в гарантированный временной интервал, а за счет наличия нескольких маршрутов к каждому узлу в сетях ZigBee предполагается предотвратить возможность "сбоя в одной точке".
Ключевые функции PHY включают в себя контроль за энергией и качеством звеньев, а также оценку каналов для более успешного сосуществования с сетями других беспроводных операторов. MAC определяет автоматическое подтверждение получения пакетов, обеспечивает возможность передачи данных в определенные временные интервалы и поддерживает 128-битные функции-безопасности AES. Если в пределах досягаемости ZigBee-устройств окажется оборудование Wi-Fi или Bluetooth, их каналы могут быть использованы как туннель для трафика ZigBee.
Cтандарт IEEE 802.15.4 предусматривает радиус покрытия от 10 до 75 м и пропускную способность канала - до 250 кбит/с. Передача на этой скорости ведется в диапазоне 2,4 ГГц. Небольшая мощность и скорость обусловлены малыми энергоресурсами связываемых устройств. Доступны также диапазоны 858 МГц (20 кбит/с) и 902-928 МГц (40 кбит/с). Тоесть 3 частотных диапазона есть, 27 каналов:
1. 2,4 ГГц: 16 каналов, скорость передачи 250 кБит/с
2. 868,3 МГц: 1 канал, скорость передачи 20 кБит/с
3. 902-928 МГц: 10 каналов, скорость передачи 40 кБит/с
До 255 подчиненных устройств в сети и до 100 параллельно работающих сетей.
Данный стандарт, активно продвигаемый организацией Альянсом ZigBee, заполнит вакуум в спектре беспроводных сетевых технологий, поскольку он предлагает разработчикам возможность создавать недорогие продукты с очень низким потреблением мощности и чрезвычайно гибкими функциями поддержки беспроводных сетей.
IEEE 802.15.4a/b — стандарт так называемой технологии UWB (Ultra Wideband), основанной на передаче множества закодированных импульсов негармонической формы очень малой мощности (0,05 мВт) и малой длительности в широком диапазоне частот (от 3,1 до 10,6 ГГц). Передача данных на расстояниях до 5 метров осуществляется со скоростью от 400 до 500 Мбит/с. Тип модуляции: OFDM, QPSK.
При помощи UWB-технологии можно создавать специальные сети, в которых несколько сверхширокополосных устройств смогут поддерживать связь между любыми узлами. Короткие сигналы UWB сравнительно устойчивы к многолучевому затуханию, возникающему при отражении волны от стен, потолка, зданий, транспортных средств. Высокоскоростные UWB-устройства хорошо подходят для работы с видеопотоками и приложениями, требующими быстрой пересылки данных. Низкоскоростное UWBоборудование может применяться для отслеживания местоположения на местности владельцев беспроводных устройств и различных объектов.
Стандарт разрабатывается рядом компаний под руководством Intel в рамках спецификаций IEEE 802.15.4a.
| Стандарт | 802.15.4 ZigBee | 802.15.1 Bluetooth | 802.15.3 High Rate WPAN | 802.15.4a UWB | |||
| Приложения | Мониторинг, управление, сети датчиков, домашняя/промышленная автоматика | Голос, данные, замена кабелей | Потоковое мультимедиа, замена кабелей аудио/ видео систем | ||||
| Преимущества | Цена, энергосбережение, размеры сети, выбор частотных диапазонов | Цена, энергосбережение, передача голоса, скачок частот | Высокая скорость, энергосбережение | ||||
| Частота | 868МГц | 915 МГц | 2.4 ГГц | 2.4 ГГц | 2.4 ГГц | 3.1 – 10.6 ГГц | |
| Максимальная скорость | 20 кбит/с | 40 кбит/с | 250 кбит/с | 1 Мбит/с | 22 Мбит/с (доп. 11, 33,44,55 Мбит/с) | 110 Мбит/с (10 м), 200 Мбит/с (4м) (доп. 480 Мбит/с) | |
| Выходная мощность, ном. | 0 dBm (1 мВт) | 0 dBm (класс 3) 4 dBm(класс 2) 20 dBm(класс 1) | 0 dBm | <100 мВт (110 Мбит/с), <250мВт (200 Мбит/с) | |||
| Дальность | 10-100 м | 10 м (класс 3) 100 м (класс 1) | 5-50м | 10 м (110 Мбит/с), 4 м (200 Мбит/с) | |||
| Чувствительнос ть | -92 dBm | -85 dBm | -75 dBm | -75 dBm | - | ||
| (спецификация) | |||||||
| Размер стека | 4-32 Кбайт | Более 250 Кбайт | - | ||||
| Срок службы батареи | 100-1000+дней | 1-7 дней | Теоретически более 1000 дней | ||||
| Размер сети | 65536 (16-битные адреса), 264 (64-битные адреса) | Мастер +7 | До 127/хост | ||||
Таблица2 . Сравнение стандартов семейства IEEE 802.15
В данной работе я основной упор делал на стандарт Bluetooth v1.1 (IEEE 802.15.1), поскольку сам ежедневно встречаюсь с ним. И несмотря на то, что появлялись и будут появляться все более новые усовершенствованные версии, но все равно они не заменяют полностью существующий уже стандарт, а просто дополняют его. Также я дал общий обзор других стандартов, относящихся к семейству IEEE 802.15, чтобы создалась общая картина об этом семействе и также привела их сравнительную таблицу.
Конечно Bluetooth будет развиваться и далее, но уже и сейчас он обладает не одним преимуществом, среди существующих беспроводных технологий.
Главные преимущества Bluetooth:
• он компактен (если отдельное устройство), а если встроен, то очень удобно его использовать
• сравнительно малая мощность передатчика
• энергосбережение
• недорогой по цене
• устойчивость к интермодуляционным помехам
• передает как аудио, так и видео
• http://www.topxml.com/conference/wrox/wireless_2000/stecktext.pdf
• http://www.ieee802.org/15/
• http://www.bluetooth.com/Bluetooth/
• Технология Bluetooth, Архипкин В.Я., Архипкин А.В., Москва, 2002
• http://www.mobile.ifi.lmu.de/Praktika/ws0607/msp/slides/bluetooth.pdf
• http://www.item.ntnu.no/fag/tm8100/Pensumstoff2004/Bluetooth_1KARIN.pdf
• http://diuf.unifr.ch/ds/michael.hayoz/docs/hayozm_blatand.pdf
• Overview of Bluetooth Technology, Hongfeng Wang, 2001
• http://www.freescale.com/files/abstract/global/s50210.pdf
• http://www.ci.ru/inform19_05/p_24.htm
• http://book.itep.ru/4/41/bluetooth.htm