Protocolo ZigBee



1- INTRODUCCIÓN
ZigBee es un estándar que define un conjunto de protocolos para el armado de redes inalámbricas de corta distancia y baja velocidad de datos. Opera en las bandas de 868 MHz, 915 MHz y 2.4 GHz y puede transferir datos hasta 250Kbps.
Este estándar fue desarrollado por la Alianza ZigBee, que tiene a cientos de compañías desde fabricantes de semiconductores y desarrolladoresde software a constructores de equipos OEMs e instaladores. Esta organización sin fines de lucro nace en el año 2002. Desarrolla un protocolo que adopta al estándar IEEE 802.15.4 para sus 2 primeras capas, es decir la capa física (PHY) y la subcapa de acceso al medio (MAC) y agrega la capa de red y de aplicación.
La idea de usar una conexión inalámbrica paracontrolar sensores y adquirir datostiene muchos años. Existen numerosas soluciones propietarias usadas en domótica pero el gran inconveniente que tienen es la incompatibilidad entre sensores, controles y equipos de procesamiento de datos que obliga a hacerpasarelas (gateways) para interconectar dispositivos de diferentes marcas.
El estándar ZigBee fue diseñado con las siguientes especificaciones:
Ultra bajo consumo que permitausar equipos a batería
Bajo costo de dispositivos y de instalación y mantenimiento de ellos.
Alcance corto (típico menor a 50 metros).
Optimizado para ciclo efectivo de transmisión menor a 0.1 %
Velocidad de transmisión menor que 250 kbps. Típica: menor que 20 kbps
Existen muchos estándares que se pueden usar en redes de corto alcance tales como el 802.11 y Bluetooth. Cada uno de estos estádesarrollado para una clase de aplicación determinada. ZigBee es el estándar más aceptado hoy para usar en redes de sensores yactuadores que deban operar a batería.
2- CLASIFICACIÓN DE REDES
En la figura se observa un conjunto de estándares de redes inalámbricas clasificados según los ejes: velocidad de datos y alcance o cobertura.








De acuerdo a su cobertura las redesinalámbricas se clasifican en:
WPAN: Redes inalámbricas de área personal
WLAN: Redes inalámbricas de área local
WMAN: Redes inalámbricasde área metropolitana
WWAN: Redes inalámbricas de área geográfica
La finalidad de una interfaceque opera bajo IEEE 802.11 es brindar conexión a Internet inalámbrica. Una vez que un dispositivo WLAN se une a la red, se lo trata como a cualquier dispositivocableado.
Las redes WPAN, no están pensadas para sustituir a un equipo cableado, más bien para proveer una comunicación en el espacio operativo personal (POS: Personal OperatingSpace) sin necesidad de infraestructura. El POS, es la región esférica de 10 m de radio que rodea al dispositivo. A las redes WPANse las divide a su vez en redes de alta, media y baja velocidad. IEEE802.15.3 es un ejemplo de redde alta velocidad que puede ser usada por ejemplo para transmitir video desde una cámara a un TV cercano. Bluetooth es un ejemplo de estándar de media velocidad. Puede ser usado para transmisión de música de alta calidad desde un equipo de audio a auriculares inalámbrico. También se emplea para conectar teclados, ratones y otros periféricos a computadoras. ZigBee, con una velocidad dedatos máximade 250 kbps, es considerada una red personal inalámbrica de baja velocidad.

3- CARACTERÍSTICAS GENERALES DE 802.15.4
Entre las características más importantes se pueden mencionar:
Puede trabajar tanto en las bandas de 2.4GHz como en la de 868/915MHz.
Tasa de transmisión de hasta 250 kbpsen 2.4 GHz, 40kbps en 915MHz y 20 kbps en 868 MHz.
Optimizado para aplicaciones con ciclo efectivomenor a 0.1 %.
Usa CSMA-CA (CarrierSenseMultiple Access CollisionAvoidance) para acceso al canal.
Produce alto rendimiento y baja latencia para dispositivos de bajo ciclo de trabajo, muy adecuado esto para sensores y controles.
Baja potencia. Ideal para equipos a batería.
64 bits de direccionamiento determina una cantidad máxima de1.8.10 ^19 dispositivos.
16 bits para identificar redes...