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Redes domésticas con IEEE 802.15.4: un estándar en desarrollo para redes…
Redes domésticas con IEEE 802.15.4: un estándar en desarrollo para redes de área personal inalámbricas de baja velocidad
INTRODUCCIÓN
Mediante estadares como HomePNA, Homeplug entre otras se ha intentado establecer normativas para una red en el entorno del hogar.
Redes Cableadas
las líneas telefónicas (analógicas, digitales básicas y similares a DSL)
estas redes ofrecen varias ventajas y desventajas que dependen de la capacidad de ancho de banda, la instalación, el mantenimiento y el costo, entre otros.
Redes inalambricas
Una motivación clave para el uso de la tecnología inalámbrica es la reducción del costo de instalación
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La Capa de red
La norma IEEE 802.15.4 abarca solo aquellas capas hasta e incluyendo porciones de la capa de enlace de datos (DLL). Los protocolos de capa superior son a discreción de las aplicaciones individuales utilizadas en un entorno de red doméstica
En Redes Cableadas la capa de red es responsable de la construcción y el mantenimiento de la topología, así como de los servicios de nombres y enlaces, que incorporan las tareas necesarias de direccionamiento, enrutamiento y seguridad
En redes inalambricas son mucho más difíciles de implementar debido a la prima otorgada a la conservación de energía.
CANALIZACIÓN
Debido al soporte regional para estas dos bandas, es poco probable que una sola red utilice los 11 canales. Sin embargo, las dos bandas se consideran lo suficientemente cercanas en frecuencia para que se pueda usar hardware similar.
El PHY de 2.4 GHz admite 16 canales entre 2.4 y 2.4835 GHz con amplio espacio de canales (5 MHz) para facilitar los requisitos de filtro de transmisión y recepción.
Dado que es probable que el hogar contenga múltiples tipos de redes inalámbricas que compitan por las mismas bandas de frecuencia, así como la interferencia no intencional de los dispositivos
En consecuencia, el estándar incluye los ganchos necesarios para implementar la selección dinámica de canales, aunque el algoritmo de selección específico se deja a la capa de red.
APLICACIONES
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agricultura de precisión
Detección de humedad del suelo, pesticidas, herbicidas y niveles de pH.
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RESUMEN
Este mapa presenta el borrador de la norma IEEE 802.15.4 y sus aplicaciones de redes domésticas. Las principales características de la norma son la flexibilidad de la red, el bajo costo y el bajo consumo de energía.
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LA CAPAS FÍSICAS
El PHY de 2.4 GHz especifica el funcionamiento en la banda industrial, científica y médica (ISM) de 2.4 GHz, que tiene una disponibilidad casi mundial, mientras que el PHY de 868/915 MHz especifica el funcionamiento en la banda de 868 MHz
La velocidad más alta en el PHY de 2,4 GHz se atribuye en gran medida a un esquema de modulación de orden superior (descrito más adelante), en el que cada símbolo de datos representa múltiples bits.
La tasa baja de PHY de 868/915 MHz puede se traducirá en una mejor sensibilidad y un área de cobertura más grande, reduciendo así el número de nodos necesarios para cubrir un área física determinada, mientras que la tasa más alta de PHY de 2,4 GHz se puede usar para lograr un rendimiento más alto
MODULACION
Los datos binarios se codifican multiplicando cada secuencia m por +1 o –1, y la secuencia de chips resultante se modula en la portadora utilizando el cambio de fase binario (BPSK).
La codificación de datos diferenciales se utiliza antes de la modulación para permitir una recepción coherente diferencialmente de baja complejidad.
El PHY de 2.4 GHz emplea una técnica de modulación cuasi ortogonal de 16 arios basada en métodos DSSS (con propiedades similares, por ejemplo, ganancia de procesamiento).
Los datos binarios se agrupan en símbolos de 4 bits, y cada símbolo especifica una de las 16 secuencias de pseudo ruido (PN) casi ortogonales de 32 chips para la transmisión.
SENSIBILIDAD Y RANGO
Estos valores incluyen un margen suficiente para cubrir las tolerancias de fabricación, así como para permitir enfoques de implementación de muy bajo costo.
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En cada caso, los mejores dispositivos pueden ser del orden de 10 dB mejor que la especificación. Naturalmente, el rango alcanzable será una función de la sensibilidad del receptor y de la potencia de transmisión.
La norma especifica que cada dispositivo debe ser capaz de transmitir al menos 1 mW, pero dependiendo de las necesidades de la aplicación, la potencia de transmisión real puede ser mayor o menor (dentro de los límites reglamentarios).
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CONCLUSIÓN
El desarrollo de la norma IEEE 802.15.4 es para normalizar el uso de redes inalambricas en diferentes areas como industria, seguridad, hogar
El enfoque del desarrollo 802.15.4 fue mantener la simplicidad al concentrarse en los requisitos esenciales que aprovecharán un estándar exitoso.