Redes Zigbee
Páginas: 12 (2774 palabras)
Publicado: 16 de diciembre de 2012
Índice
1. Introducción 2
2. Algo de historia 3
3. ZigBee y el estándar IEEE 802.15.4 4
3.1. IEEE 802.15.4 4
3.2. Pila ISO-OSI 4
4. ¿Cuándo usar ZigBee? Una comparativa. 5
4. ZigBee. Conceptos básicos 6
5. Funcionamiento 7
5.1. Nivel Físico 9
5.2. Nivel de enlace 10
5.2.1. Acceso al medio y arbitraje 10
5.2.1.1. Arbitrado con balizas (beacons). 10
5.2.1.2. Arbitrado sin balizas11
5.2.2. Estructura de las tramas 11
5.2.2.1. Trama Beacon 11
5.2.2.2. Trama de datos 12
5.2.2.3. Trama ACK 12
5.2.2.3. Trama de orden MAC 12
5.3. Niveles superiores 13
6. Conclusiones 14
7. Fuentes 15
1. Introducción
En los últimos años, con la aparición y consolidación de sistemas portátiles, que han abierto el abanico de la informática más allá del clásicoordenador de sobremesa, y el auge de las comunicaciones, lideradas por Internet, se ha hecho necesaria la comunicación inalámbrica en distintos ámbitos entre todo tipo de dispositivos. Uno de los tipos de redes desarrollados que menos son conocidos a día de hoy es ZigBee, el cual vamos a analizar en este documento.
ZigBee es una tecnología de comunicación sin cables basada en el estándar IEEE802.15.4 2003 para redes inalámbricas personales (WPAN), cuya finalidad es la creación de redes de bajo coste y con un perfil de consumo eléctrico muy bajo.
Una de las caracterísitcas más atractivas de ZigBee es el soporte de redes en malla o mesh nets, similares a las piconets de Bluetooth pero de un tamaño máximo muy superior (65535 nodos frente 8).
Las aplicaciones que puedenhacer uso de ZigBee son principalmente aquellas que tengan unos requerimientos de tasas de transmisión y de consumo muy bajos. Su utilización cubre un amplio abanico de disciplinas como el control industrial, la domótica, las redes de sensores empotrados y servicios relacionados con la medicina.
2. Algo de historia
Las redes de la família de ZigBee comienzan aconcebirse en 1998, cuando surge la necesidad de redes ad-hoc inalámbricas y comenzó a ser patente que ni Wi-Fi ni Bluetooth serían capaces de ofrecer soluciones factibles en todos los contextos.
4 años después, en 2002, se forma una organización llamada ZigBee Alliance. Se trata de una organización sin ánimo de lucro formada por compañías multinacionales, universidades y entidadesgubernamentales, cuyo objetivo es la investigación y creación de nuevos estándares de comunicación abiertos.
En mayo de 2003 se aprueba el estándar IEEE 802.15.4, que servirá de base para la primera implementación de ZigBee, ZigBee 2004, que se pondría a disposición del público en junio de 2005.
Existen dos revisiones de la pila de comunicación, ZigBee 2006 y la más reciente ZigBee PRO.3. ZigBee y el estándar IEEE 802.15.4
1 3.1. IEEE 802.15.4
A grandes rasgos, IEEE 802.15.4 define los niveles de red básicos (nivel físico y control de acceso al medio) para soportar un tipo específico de red inalámbrica, la red inalámbrica de área personal o WPAN. La característica fundamental del estándar es la obtención de costes de fabricación excepcionalmente bajos pormedio de la sencillez tecnológica.
Entre los aspectos más importantes se encuentra la adecuación de su uso para tiempo real, evitación de colisiones por CSMA/CA y soporte integrado a las comunicaciones seguras. Un dispositivo que implementa el 802.15.4 puede transmitir en una de tres posibles bandas de frecuencia (868 MHz en Europa, 915 en Estados Unidos y 2,4 GHz en todo el mundo). Sinembargo, a la hora de diseñar dispositivos, las empresas optarán prácticamente siempre por la banda de 2,4 GHz, por ser libre en todo el mundo.
2 3.2. Pila ISO-OSI
Al igual que otros protocolos (WHART, LoWPAN...) ZigBee utiliza el estándar 802.15.4 en los dos primeros niveles de la pila. Por encima, implementa cuatro tipos diferentes de servicios:
• Servicios de...
1. Introducción 2
2. Algo de historia 3
3. ZigBee y el estándar IEEE 802.15.4 4
3.1. IEEE 802.15.4 4
3.2. Pila ISO-OSI 4
4. ¿Cuándo usar ZigBee? Una comparativa. 5
4. ZigBee. Conceptos básicos 6
5. Funcionamiento 7
5.1. Nivel Físico 9
5.2. Nivel de enlace 10
5.2.1. Acceso al medio y arbitraje 10
5.2.1.1. Arbitrado con balizas (beacons). 10
5.2.1.2. Arbitrado sin balizas11
5.2.2. Estructura de las tramas 11
5.2.2.1. Trama Beacon 11
5.2.2.2. Trama de datos 12
5.2.2.3. Trama ACK 12
5.2.2.3. Trama de orden MAC 12
5.3. Niveles superiores 13
6. Conclusiones 14
7. Fuentes 15
1. Introducción
En los últimos años, con la aparición y consolidación de sistemas portátiles, que han abierto el abanico de la informática más allá del clásicoordenador de sobremesa, y el auge de las comunicaciones, lideradas por Internet, se ha hecho necesaria la comunicación inalámbrica en distintos ámbitos entre todo tipo de dispositivos. Uno de los tipos de redes desarrollados que menos son conocidos a día de hoy es ZigBee, el cual vamos a analizar en este documento.
ZigBee es una tecnología de comunicación sin cables basada en el estándar IEEE802.15.4 2003 para redes inalámbricas personales (WPAN), cuya finalidad es la creación de redes de bajo coste y con un perfil de consumo eléctrico muy bajo.
Una de las caracterísitcas más atractivas de ZigBee es el soporte de redes en malla o mesh nets, similares a las piconets de Bluetooth pero de un tamaño máximo muy superior (65535 nodos frente 8).
Las aplicaciones que puedenhacer uso de ZigBee son principalmente aquellas que tengan unos requerimientos de tasas de transmisión y de consumo muy bajos. Su utilización cubre un amplio abanico de disciplinas como el control industrial, la domótica, las redes de sensores empotrados y servicios relacionados con la medicina.
2. Algo de historia
Las redes de la família de ZigBee comienzan aconcebirse en 1998, cuando surge la necesidad de redes ad-hoc inalámbricas y comenzó a ser patente que ni Wi-Fi ni Bluetooth serían capaces de ofrecer soluciones factibles en todos los contextos.
4 años después, en 2002, se forma una organización llamada ZigBee Alliance. Se trata de una organización sin ánimo de lucro formada por compañías multinacionales, universidades y entidadesgubernamentales, cuyo objetivo es la investigación y creación de nuevos estándares de comunicación abiertos.
En mayo de 2003 se aprueba el estándar IEEE 802.15.4, que servirá de base para la primera implementación de ZigBee, ZigBee 2004, que se pondría a disposición del público en junio de 2005.
Existen dos revisiones de la pila de comunicación, ZigBee 2006 y la más reciente ZigBee PRO.3. ZigBee y el estándar IEEE 802.15.4
1 3.1. IEEE 802.15.4
A grandes rasgos, IEEE 802.15.4 define los niveles de red básicos (nivel físico y control de acceso al medio) para soportar un tipo específico de red inalámbrica, la red inalámbrica de área personal o WPAN. La característica fundamental del estándar es la obtención de costes de fabricación excepcionalmente bajos pormedio de la sencillez tecnológica.
Entre los aspectos más importantes se encuentra la adecuación de su uso para tiempo real, evitación de colisiones por CSMA/CA y soporte integrado a las comunicaciones seguras. Un dispositivo que implementa el 802.15.4 puede transmitir en una de tres posibles bandas de frecuencia (868 MHz en Europa, 915 en Estados Unidos y 2,4 GHz en todo el mundo). Sinembargo, a la hora de diseñar dispositivos, las empresas optarán prácticamente siempre por la banda de 2,4 GHz, por ser libre en todo el mundo.
2 3.2. Pila ISO-OSI
Al igual que otros protocolos (WHART, LoWPAN...) ZigBee utiliza el estándar 802.15.4 en los dos primeros niveles de la pila. Por encima, implementa cuatro tipos diferentes de servicios:
• Servicios de...
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