Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας (6) Αγγελική Αλεξίου

Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας (6) Αγγελική Αλεξίου alexiou@unipi.gr 1

Ασύρματα Προσωπικά Δίκτυα IEEE 802.15 2

Bluetooth 3

Wireless personal area networks (WPAN) Τα ασύρματα προσωπικά δίκτυα (WPANs) χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση πληροφορίας σε μικρές αποστάσεις μεταξύ ιδιωτικών (προσωπικών) συσκευών. Σε αντίθεση με τα τοπικά δίκτυα (WLAN), μία σύνδεση σε ένα WPAN περιλαμβάνει μικρή ή καθόλου συνδεσιμότητα με την κεντρική υποδομή του δικτύου. Αυτό συνεπάγεται μικρά, φθηνά και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας συστήματα που υλοποιούνται με μεγάλο εύρος ασυρμάτων συσκευών. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 4

Bluetooth (IEEE 802.15.1) To Bluetooth σχεδιάστηκε για να συνδέει συσκευές διαφορετικών λειτουργιών, όπως τηλέφωνα, υπολογιστές, εκτυπωτές, οικιακές συσκευές κλπ Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 5

IEEE 802.15 Wireless PAN - Bluetooth Η λέξη Bluetooth προήλθε από τη Δανέζικη Blåtand, το όνομα του βασιλιά του 10 ου αιώνα Harald I της Δανίας, που συνένωσε διάφορες φυλές σε ένα βασίλειο. Ο συσχετισμός είναι ότι με τον ίδιο τρόπο το Bluetooth θα συνενώσει τα διαφορετικά τηλεπικοινωνιακά πρωτόκολλα σε ένα πρότυπο. Harald Blaatand Bluetooth II King of Denmark 940-981 The last ten meters Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 6

Bluetooth - εφαρμογές Χρησιμοποιείται στις εξής περιπτώσεις: Data/voice access points Αντικαθιστώντας ενσύρματες συνδέσεις (καλώδια) Προσωπικά ad-hoc δίκτυα Προϊόντα Έξυπνες συσκευές: PCs, cellular phones, PDAs Περιφερειακά data: mοuse, keyboards, joysticks, cameras, digital pens, printers, LAN access points Περιφερειακά audio: headsets, speakers Ενσωματωμένα συστήματα: cars, industrial systems... Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 7

Bluetooth βασικά χαρακτηριστικά Unlicensed 2.4GHz radio band o ISM (industrial, scientific, medical) band o Microwave ovens, 802.11, HomeRF Gross data rate = 1 Mbit/s 10m range (extended to 100m with amplifiers) TDMA - TDD - Frequency hopping Mixed voice / data paths Encryption Low power Low cost Extremely small Ubiquitous radio link Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 8

Bluetooth τοπολογία δικτύου Piconet: Χαρακτηρίζεται από το master Frequency hopping Κώδικας πρόσβασης Συγχρονισμός Ο master καθορίζει το bit rate κάθε slave κόμβου Οι slave κόμβοι δεν συγχρονίζονται απευθείας με το master, αλλά υπολογίζουν το offset με το ρολόι του Scatternet: Διασυνδεδεμένα piconets Ένας master για κάθε piconet Μικρός αριθμός συσκευών σε κάθε piconet Ad-hoc δικτύωση Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 9

Piconets Οι συσκευές Bluetooth συνδέονται και επικοινωνούν μεταξύ τους σε ασύρματα ad hoc δίκτυα μικρής εμβέλειας γνωστά ως piconets. ad hoc => no base station Μέχρι 8 συσκευές σε ένα piconet: 1 master και 7 slave συσκευές Επιπλέον slave nodes μπορεί να υπάρχουν σε parked mode (not active but synchronized) Max range 10 m Τα piconets δημιουργούνται δυναμικά και αυτόματα καθώς οι συσκευές Bluetooth εισέρχονται και απομακρύνονται από τον περιβάλλοντα χώρο. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 10

Piconet operation Το piconet master είναι μία συσκευή της οποίας το ρολόι και η διεύθυνση χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό των χαρακτηριστικών του φυσικού καναλιού του piconet. Οι υπόλοιπες συσκευές ονομάζονται piconet slaves. Σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή πληροφορία μπορεί να μεταδοθεί από το master σε ένα slave. Ο master μπορεί να συνδέεται με ένα slave και στη συνέχεια με έναν άλλο αλλάζοντας γρήγορα με τρόπο round-robin. Κάθε συσκευή μπορεί να αλλάξει ρόλο από master σε slave και αντίστροφα οποιαδήποτε στιγμή. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 11

Piconet Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 12

Scatternet Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 13

Single secondary Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 14

Multiple secondary Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 15

Bluetooth layers Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 16

Bluetooth layers (2) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 17

Το πρότυπο IEEE 802.15.1 Το πρότυπο IEEE 802.15.1 καθορίζει τις προδιαγραφές για την αρχιτεκτονική και τη λειτουργία των συσκευών Bluetooth, όσον αφορά το φυσικό επίπεδο και το MAC. Τα υψηλότερα επίπεδα και εφαρμογές καθορίζονται και προτυποποιούνται από το Bluetooth SIG (special interest group). Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 18

Bluetooth core system architecture Data Control L2CAP layer Resource Manager Channel Manager L2CAP Host Controller Interface Link Manager layer Link Manager Link Manager Protocol Baseband layer Radio layer Link Controller RF Link Control Protocol Radio layer signalling Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 19

Radio layer (physical layer) Το radio layer (επίπεδο διάδοσης) καθορίζει τις παραμέτρους του air interface, που περιλαμβάνουν τη χρήση της ακολουθίας frequency hopping, τη διαμόρφωση και την ισχύ εκπομπής. Radio layer RF Radio layer signalling Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 20

Baseband layer Το επίπεδο baseband καθορίζει το χαμηλότερο επίπεδο των λειτουργιών σε επίπεδο bit και πακέτου, π.χ. forward error correction (FEC), encryption, cyclic redundancy check (CRC), και τη διαχείριση των αναμεταδόσεων με χρήση Automatic Repeat Request (ARQ) Protocol. Baseband layer Link Controller Link Control Protocol (LCP) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 21

Link Manager layer Το επίπεδο link manager καθορίζει τη δέσμευση και αποδέσμευση των συνδέσεων, την ταυτοποίηση, ανάθεση φορτίου (traffic scheduling), την επίβλεψη της σύνδεσης και τη διαχείριση ισχύος. Αυτές είναι λειτουργίες του "control plane". Αυτό το επίπεδο δεν περιλαμβάνει λειτουργίες του "user plane" (όπως τη διαχείριση user data). Host Controller Interface Link Manager layer Link Manager Link Manager Protocol (LMP) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 22

Host controller interface Το host controller interface βρίσκεται μεταξύ Bluetooth controller (π.χ. PC card) και Bluetooth host (π.χ. PC). Σε συσκευές με ενσωματωμένη τη λειτουργία Bluetooth (όπως π.χ. ένα κινητό τηλέφωνο με Bluetooth) αυτή η διεπαφή δεν έχει μεγάλη σημασία. L2CAP layer Host Host Controller Interface Link Manager layer Controller Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 23

L2CAP layer Το επίπεδο Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) διαχειρίζεται την πολυπλεξία των πρωτοκόλλων ανωτέρων επιπέδων και την κατάτμηση και επανένωση (segmentation and reassembly - SAR) μεγάλων πακέτων. Το επίπεδο L2CAP παρέχει connectionless και connectionoriented υπηρεσίες. Synchronous traffic Data Control L2CAP layer Resource Manager Channel Manager L2CAP Host Controller Interface Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 24

Bluetooth radio Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 25

Bluetooth radio parameters Fast frequency hopping o 1600 (or 3200) hops/s o 79 frequencies o 1 MHz spacing o 220 μs switching time Basic 10m range (Extended 100m range) 3 Power classes o Class 1: max/min output power 100 mw/ 1 mw o Class 2: max/min output power 2.5 mw/ 0.25 mw o Class 3: max output power: 1 mw (0 dbm) TDD TDMA Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 26

Bluetooth frequency allocations Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 27

Power classes Class Power Range Class 1 100 mw ~100 m Industrial usage Class 2 2.5 mw ~10 m Mobile devices Class 3 1 mw ~10 cm Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 28

Bluetooth - modulation Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 29

Spectrum mask (RF bandwidth) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 30

Frequency hopping spread spectrum (1) Η τεχνολογία Bluetooth λειτουργεί στα 2.4 GHz (ISM band), χρησιμοποιώντας spread spectrum, frequency hopping, fullduplex σήμα με ονομαστικό ρυθμό 1600 hops/second. Time 1 MHz 83.5 MHz The signal hops among 79 frequencies (spaced 1 MHz apart) in a pseudo-random fashion. 2.4000 GHz 2.4835 GHz Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 31

Frequency hopping spread spectrum (2) Το adaptive frequency hopping (AFH) χαρακτηριστικό (>=Bluetooth version 1.2) σχεδιάστηκε για να μειώσει τις παρεμβολές με άλλες ασύρματες τεχνολογίες στα 2.4 GHz. Time Interference e.g. due to microwave oven => this frequency in the hopping sequence should be avoided. 2.4000 GHz 2.4835 GHz Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 32

Frequency hopping spread spectrum (3) Εκτός από την αποφυγή παρεμβολών που οφείλονται σε φούρνους μικροκυμάτων, το AFH βοηθά στην αποφυγή παρεμβολών από δίκτυα WLAN: 79 FHSS frequencies 22 MHz (802.11b) 16.5 MHz (802.11g) WLAN channel...... 2.4 GHz 2.48 GHz 2.4 GHz 2.48 GHz Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 33

Εφαρμογή του frequency hopping (1) O piconet master αποφασίζει για την ακολουθία frequency hopping. Οι slaves συγχρονίζονται με αυτή την ακολουθία. Η μετάδοση γίνεται με TDD-TDMA. Master 625 μs t Slave 1 Slave 2 Slave 3 t Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 34

Εφαρμογή του frequency hopping (2) Το μήκος του πακέτου είναι 1, 3 ή 5 slots. Οι μεταδόσεις slots συγχρονίζονται με το hopping sequence (δηλαδή, 0, 2 ή 4 hop frequencies παραλείπονται αντιστοίχως). 3-slot packet 625 ms t Slave 1 Slave 2 t Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 35

Bluetooth baseband Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 36

Bluetooth packet format Channel Access Code (CAC): Identifies a piconet Device Access Code (DAC): Used for signaling Inquiry Access Code (IAC): Inquiry process finds BT devices in range Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 37

TDD and packet timing Το Bluetooth χρησιμοποιεί time division duplex (TDD) 220 μsec από κάθε time slot χρησιμοποιούνται για switching Ο master μεταδίδει κατά τις άρτιες time slots Ο slave μεταδίδει κατά τις περιττές time slots Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 38

Multislot packets (master transmits) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 39

Packet types - system ID περιλαμβάνει Device Access, Inquiry Access Code χρησιμοποιείται για ταυτοποίηση NULL περιλαμβάνει Channel Access Code, Packet Header χρησιμοποιείται για acknowledgement, buffer flow control POLL περιλαμβάνει Channel Access Code, Packet Header χρησιμοποιείται για slave polling FHS περιλαμβάνει device address, clock information χρησιμοποιείται για piconet set up, hop synchronization Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 40

High quality voice packets HV1 Packet 1/3 rate FEC, no retransmission, no CRC 10 data bytes 1.25 msec of 64 kbps speech Transmitted every two time slots HV2 Packet 2/3 rate FEC, no retransmission, no CRC 20 data bytes 2.5 msec of 64 kbps speech Transmitted every 4 time slots HV3 Packet No FEC, no retransmission, no CRC 30 data bytes 3.75 msec of 64 kbps speech Transmitted every 6 time slots Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 41

Medium Rate Error Protected Data Packets DM1: Data Medium rate 18 data bytes, 1 time slot 2/3 FEC plus 16 bit CRC DM3 123 data bytes, 3 time slots 2/3 FEC plus 16 bit CRC DM5 226 data bytes, 5 time slots 2/3 FEC plus 16 bit CRC Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 42

High Rate Data Packets - No Error Protection DH1: Data High rate 28 data bytes, 1 time slot 16 bit CRC, no FEC DH3 185 data bytes, 3 time slots 16 bit CRC, no FEC DH5 341 data bytes, 5 time slots 16 bit CRC, no FEC Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 43

Bluetooth data rates Type Symmetric (kbit/s) Asymmetric (kbit/s) DM1 108.8 108.8 108.8 DH1 172.8 172.8 172.8 DM3 256.0 384.0 54.4 DH3 384.0 576.0 86.4 DM5 286.7 477.8 36.3 DH5 432.6 721.0 57.6 DMx = x-slot FEC-encoded DHx = x-slot unprotected Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 44

Data rates Channel data rates: Το Bluetooth version 1.2 παρέχει bit rates της τάξης του 1 Mbit/s. Το Bluetooth version 2.0 παρέχει bit rates της τάξης των 3 Mbit/s. Τα user bit rates είναι αρκετά χαμηλότερα, κυρίως λόγω των: overhead από τα headers των διαφόρων πρωτοκόλλων παρεμβολών που προκαλούν corrupted frequency bursts και επιβάλουν αναμετάδοση της πληροφορίας Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 45

ARQ (automatic repeat request) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 46

Bluetooth τύποι σύνδεσης Synchronous Connection Oriented (SCO) o Circuit switching o Symmetric, synchronous services o Slot reservation at fixed intervals Asynchronous Connectionless (ACL) o Packet switching o (A)symmetric, asynchronous services o Polling access scheme Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 47

Τύποι σύνδεσης Δύο τύποι σύνδεσης μεταξύ του piconet master και ενός ή περισσότερων slaves: Synchronous connection-oriented (SCO): η σύνδεση αυτή αναθέτει ένα σταθερό εύρος ζώνης σε μία point-to-point σύνδεση μεταξύ του piconet master και ενός slave. Μέχρι τρεις ταυτόχρονες SCO συνδέσεις μπορούν να υποστηριχθούν από ένα piconet. Asynchronous connectionless or connection-oriented (ACL): πρόκειται για μία point-to-multipoint σύνδεση μεταξύ του master και των slaves στο piconet. Μόνο μία ACL σύνδεση μπορεί να υπάρχει στο piconet. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 48

SCO συνδέσεις Οι συνδέσεις SCO χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μετάδοση real-time data (φωνή, audio) όπου δεν επιτρέπονται μεγάλες καθυστερήσεις (δηλαδή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί αναμετάδοση) και κάποια απώλεια πληροφορίας μπορεί να είναι αποδεκτή. Εγγυημένο data rate επιτυγχάνεται μέσω κράτησης slots. Ο master διατηρεί την SCO σύνδεση χρησιμοποιώντας τις κρατημένες slots σε τακτά διαστήματα. Η βασική μονάδα κράτησης αποτελείται από δύο διαδοχικά slots ένα για κάθε κατεύθυνση της μετάδοσης. Μία σύνδεση ACL πρέπει να αποκατασταθεί (για λόγους σηματοδοσίας) πριν από τη χρήση μίας σύνδεσης SCO. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 49

Σύνδεση ACL Η σύνδεση ACL προορίζεται για packet-switched μετάδοση. Δεν είναι δυνατή η (προ)κράτηση εύρους ζώνης και η παράδοση της πληροφορίας μπορεί να εγγυηθεί με ανίχνευση λάθους και αναμετάδοση. Ένας slave επιτρέπεται να στείλει ένα πακέτο ACL σε ένα slaveto-master slot μόνο αν έχει ήδη δηλωθεί στο προηγούμενο master-to-slave slot. Για τις συνδέσεις ACL, τα πακέτα των 1-, 3-, και 5-slot προκαθορίζονται. Η πληροφορία μπορεί να σταλεί είτε χωρίς προστασία (αν και ARQ μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα ανώτερα επίπεδα) είτε με χρήση κωδικοποίησης (2/3 rate forward error correction). Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 50

Διευθύνσεις Bluetooth Device Address (BD_ADDR) 48 bit IEEE 802 address Active Member Address (AM_ADDR) 3 bit address for an active piconet slave All zero for broadcast Parked Member Address (PM_ADDR) 8 bit address for a packed slave Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 51

Bluetooth Link Manager Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 52

Link Manager Protocol Piconet Management ACL Link setup SCO Link setup Master/Slave Switch Low Power Modes Hold Sniff Park Link Configuration Power Control FEC Control QoS Control Link Timers Multi slot packet Link Information LMP Version LMP supported features Clock and Timing Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 53

Operational modes Active Mode μέχρι 7 active slaves AM_ADDR: 3 bit address Hold Mode Δεν υποστηρίζονται τα ACL packets, μόνο SCO packets Όταν ο master δεν έχει δεδομένα να μεταδώσει, αποδεσμεύει το slave, ο οποίος μπορεί να συνδεθεί σε άλλο piconet Ο slave διατηρεί τη διεύθυνση AM_ADDR Ο master αναθέτει hold time Park Mode Low power sleep mode Ο slave εγκαταλείπει την AM_ADDR αλλά μένει συγχρονισμένος PM_ADDR: 8 bit Park Member Address Sniff Mode Low power active mode Ο slave διατηρεί τη διεύθυνση AM_ADDR και πηγαίνει σε sleep mode αλλά ξυπνά σε τακτά διαστήματα για ανταλλαγή πακέτων Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 54

Bluetooth higher layer protocols Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 55

Higher protocol layers (1) Η λειτουργία των πρωτοκόλλων υψηλότερων επιπέδων δεν εξετάζεται από το πρότυπο IEEE 802.15.1 standard (αλλά από το Bluetooth SIG). Η χρήση αυτών των πρωτοκόλλων εξαρτάται από το συγκεκριμένο Bluetooth profile. Υπάρχει μεγάλος αριθμός Bluetooth profiles. OBEX TCP/IP/PPP RS-232 emulation TCS BIN SDP RFCOMM L2CAP layer Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 56

Higher protocol layers (2) Το πρωτόκολλο radio frequency communication (RFCOMM) καθιστά δυνατή την αντικατάσταση των καλωδίων σειριακής εισόδου (που μεταφέρουν τα σήματα ελέγχου RS-232 όπως TxD, RxD, CTS, RTS κλπ) με ασύρματες συνδέσεις. Δεκάδες σειριακών εισόδων μπορούν να πολυπλεχθούν σε μία συσκευή Bluetooth. OBEX TCP/IP/PPP RS-232 emulation TCS BIN SDP RFCOMM L2CAP layer Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 57

Higher protocol layers (3) Εφαρμογές TCP/IP, όπως μετάδοση πληροφορίας με χρήση Wireless Application Protocol (WAP), μπορούν να υλοποιηθούν σε συσκευές Bluetooth με χρήση Point-to-Point Protocol (PPP) πάνω από RFCOMM. OBEX TCP/IP/PPP RS-232 emulation TCS BIN SDP RFCOMM L2CAP layer Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 58

Higher protocol layers (4) Το πρωτόκολλο Object Exchange (OBEX) είναι ένα sessionlevel πρωτόκολλο για ανταλλαγή αντικειμένων. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί π.χ. για εφαρμογές τηλεφωνικού καταλόγου, ημερολογίου ή συγχρονισμό μηνυμάτων ή και μεταφορά αρχείων μεταξύ συνδεδεμένων συσκευών. OBEX TCP/IP/PPP RS-232 emulation TCS BIN SDP RFCOMM L2CAP layer Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 59

Higher protocol layers (5) Το πρωτόκολλο telephony control specification - binary (TCS BIN) καθορίζει τη σηματοδοσία call-control για την αποκατάσταση κλήσεων φωνής και data μεταξύ Bluetooth συσκευών. Επιπλέον καθορίζει διαδικασίες mobility management για τη διαχείριση ομάδων συσκευών Bluetooth. OBEX TCP/IP/PPP RS-232 emulation TCS BIN SDP RFCOMM L2CAP layer Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 60

Higher protocol layers (6) Το πρωτόκολλο Service Discovery Protocol (SDP) χρησιμοποιείται για πρόσβαση σε μία συγκεκριμένη συσκευή (π.χ. ψηφιακή κάμερα) και ανάκτηση των δυνατοτήτων της ή για πρόσβαση σε μία συγκεκριμένη εφαρμογή (π.χ. εκτύπωση) και την ανεύρεση συσκευών που υποστηρίζουν αυτή την εφαρμογή. OBEX TCP/IP/PPP RS-232 emulation TCS BIN SDP RFCOMM L2CAP layer Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 61

Usage models Ένας αριθμός μοντέλων χρήσης (usage models) καθορίζονται στα Bluetooth profiles. Ένα usage model περιγράφεται από ένα σετ πρωτοκόλλων που υλοποιούν μια συγκεκριμένη εφαρμογή Bluetooth. Για παράδειγμα: File transfer LAN access Wireless headset Cordless phone Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 62

File transfer Χρησιμοποιώντας το file transfer profile: File transfer application Μία συσκευή Bluetooth αναζητά μέσα στο σύστημα αρχείου μίας άλλης συσκευής Bluetooth, μπορεί να διαχειριστεί αντικείμενα (π.χ. να τα σβήσει) μίας άλλης συσκευής Bluetooth, ή να μεταφέρει αρχεία από μία συσκευή Bluetooth σε άλλη. OBEX RFCOMM L2CAP SDP Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 63

LAN access Χρησιμοποιώντας το LAN profile: Μία συσκευή Bluetooth μπορεί να έχει πρόσβαση σε LAN χρησιμοποιώντας για παράδειγμα το πρωτόκολλο TCP/IP πάνω από Point-to-Point Protocol (PPP). Μόλις γίνει η σύνδεση, η συσκευή λειτουργεί σαν να ήταν συνδεδεμένη ενσύρματα με ένα LAN. LAN access application TCP/IP (e.g.) PPP SDP RFCOMM L2CAP Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 64

Wireless headset Χρησιμοποιώντας το headset profile: Η συσκευή ακουστικών με Bluetooth μπορεί να συνδεθεί ασύρματα με ένα PC ή κινητό τηλέφωνο παρέχοντας full-duplex audio είσοδο και έξοδο. Αυτό το usage model είναι γνωστό ως ultimate headset. Headset application RFCOMM SDP Audio L2CAP Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 65

Cordless phone Χρησιμοποιώντας το cordless telephone profile: Μία συσκευή Bluetooth μπορεί να κάνει τηλεφωνικές κλήσεις σε χρήστες στο PSTN (π.χ. με ένα PC να λειτουργεί ως base station) και να λαμβάνει κλήσεις από το PSTN. Οι συσκευές Bluetooth που υλοποιούν αυτό το προφίλ μπορούν να επικοινωνούν απευθείας η μία με την άλλη. Cordless phone application TCS BIN SDP Audio L2CAP Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 66

ZigBee 67

Mission statement: ZigBee Alliance members are defining global standards for reliable, cost-effective, low power wireless applications. The ZigBee Alliance is a rapidly growing, non-profit industry consortium of leading semiconductor manufacturers, technology providers, OEMs and end users worldwide. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 68

ZigBee Alliance και το πρότυπο IEEE 802.15.4 Η ομάδα εργασίας IEEE 802.15.4 Προσδιορίζει τα πρωτόκολλα που αφορούν στο φυσικό και MAC επίπεδο ZigBee Alliance 300+ μέλη: κατασκευαστές, πάροχοι, OEMs, κλπ. Προσδιορίζει τα πρωτόκολλα που αφορούν στα ανώτερα OSI επίπεδα: από αυτό του δικτύου μέχρι το επίπεδο εφαρμογών APPLICATION ZIGBEE STACK SILICON Customer ZigBee Alliance IEEE OEM: Original Equipment Manufacturers Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 69

Ιστορική αναδρομή Η ιδέα για δίκτυα τύπου ZigBee ξεκίνησε το 1998 όταν διαπιστώθηκε ότι το WiFi και Bluetooth είναι ανεπαρκή για αρκετές εφαρμογές, ειδικότερα ως προς τις απαιτήσεις για adhoc δικτύωση και self-organization. Το πρότυπο IEEE 802.15.4 ολοκληρώθηκε το Μάιο του 2003. Η ZigBee Alliance ανακοίνωσε τον Οκτώβριο του 2004 ότι τα μέλη της διπλασιάστηκαν μέσα σε ένα χρόνο και ξεπέρασαν τα 100 σε 22 χώρες. Το Δεκέμβριο του 2005 τα μέλη της ZigBee Alliance ξεπέρασαν τα 200. Το Specification 1.0 (ZigBee 2004) ολοκληρώνεται τον Ιούνιο του 2005 ενώ βελτιωμένη έκδοση ανακοινώνεται το Σεπτέμβριο του 2006 (ZigBee 2006 Specification) και ολοκληρώνεται το 2007. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 70

Στόχοι της ZigBee Alliance Στοχεύει σε συστήματα αυτοματισμού για κτίρια με σκοπό τον έλεγχο ηλεκτρονικών συσκευών, περιφερειακών για PC, συσκευών ιατρικής παρακολούθησης και παιχνιδιών Προτυποποίηση μέσω application profiles Βασικά κριτήρια σχεδίασης είναι η απλότητα, η ελαχιστοποίηση κατανάλωσης ισχύος, δυνατότητες δικτύωσης, αξιοπιστία και χαμηλό κόστος Παρέχει (κριτήρια για) διαλειτουργικότητα και πιστοποίηση Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 71

IEEE 802.x wireless technologies WWAN IEEE 802.22 Range WMAN WLAN WPAN ZigBee 802.15.4 15.4c Bluetooth 802.15.1 IEEE 802.20 WiMax IEEE 802.16 WiFi 802.11 802.15.3 802.15.3c 0.01 0.1 1 10 100 1000 Data Rate (Mbps) ZigBee standard uniquely fills a gap for low data rate applications Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 72

Εφαρμογές monitors sensors automation control INDUSTRIAL & COMMERCIAL CONSUMER ELECTRONICS TV VCR DVD/CD remote monitors diagnostics sensors PERSONAL HEALTH CARE ZigBee LOW DATA-RATE RADIO DEVICES PC & PERIPHERALS mouse keyboard joystick consoles portables educational TOYS & GAMES HOME AUTOMATION security HVAC lighting closures Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 73

Target markets Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 74

Προδιαγραφές (1) Διεθνής λειτουργία σε (license free) ISM band Χρήση σε κάθε γεωγραφική περιοχή χωρίς περιορισμούς Διείσδυση / μετάδοση μέσα από τοίχους Αυτόματη/ ημιαυτόματη εγκατάσταση Δυνατότητα να προστίθενται/αφαιρούνται συσκευές Ελκυστική λύση ως προς το κόστος Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 75

Προδιαγραφές (2) 10-250kbps (data throughput) 10-75m κάλυψη Μέχρι 65k slave κόμβοι σε κάθε δίκτυο Μέχρι 100 δίκτυα στην ίδια γεωγραφική περιοχή Μέχρι 2 χρόνια διάρκεια μπαταρίας (standard Alkaline) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 76

Stack Reference Model End developer applications, designed using application profiles Application interface designed using general profile ZA1 ZA2 ZAn IA1 IAn API UDP Topology management, MAC management, routing, discovery protocol, security management Channel access, PAN maintenance, reliable data transport Transmission & reception on the physical radio channel ZigBee NWK IEEE 802.15.4 MAC IEEE 802.15.4 PHY IP 802.2 LLC MAC (SSCS) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 77

Protocol Stack Features APPLICATION APPLICATION INTERFACE Customer NETWORK LAYER DATA LINK LAYER MAC LAYER MAC LAYER PHY LAYER IEEE ZigBee Alliance Silicon ZigBee Stack Application Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 78

Protocol Stack Features (2) DE: data entity ME: management entity SAP: service access point Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 79

Basic Radio Characteristics ZigBee technology relies upon IEEE 802.15.4, which has excellent performance in low SNR environments Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 80

Basic Network Characteristics 65,536 network (client) nodes 27 channels over 2 bands Maximum data rates: 250 kbps @2.4 GHz, 40 kbps @ 915 MHz, 20 kbps @868 MHz. 50m typical range Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA - CA) Timing-critical applications Power management Network coordinator Full Function node Reduced Function node Communications flow Virtual links Full Mesh Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου

Mesh Networking Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 82

Mesh Networking Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 83

Mesh Networking Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 84

Mesh Networking Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 85

Mesh Networking Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 86

802.15.4 / ZigBee Architecture Packet generation Packet reception Data transparency Power Management Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 87

Operating frequency bands 868MHz / 915MHz PHY Channel 0 Channels 1-10 2 MHz 868.3 MHz 902 MHz 928 MHz 2.4 GHz PHY Channels 11-26 5 MHz 2.4 GHz 2.4835 GHz Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 88

Packet Structure PHY Packet Fields Preamble (32 bits) synchronization Start of Packet Delimiter (8 bits) PHY Header (8 bits) PSDU length PSDU (0 to 1016 bits) Data field Preamble Start of Packet Delimiter PHY Header PHY Service Data Unit (PSDU) 6 Octets 0-127 Octets Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 89

PHY layer functionalities Ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του radio transceiver Ανίχνευση ενέργειας (Energy Detection - ED) Link Quality Indicator Clear Channel Allocation (CSMA-CA) Επιλογή συχνότητας Μετάδοση και λήψη δεδομένων Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 90

PHY layer 2400MHz Band specs 4 Bits per symbol DSSS with 32-chip PN sequences O-QPSK modulation Sine halfwave pulses Medium Binary Data Bit to Symbol Symbol to Chip QPSK Mod. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 91

PHY layer (2) symbol to chip mapping Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 92

PHY layer (3) O-QPSK modulation Pulse shape Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 93

PHY layer (4) 868/915 MHz Band specs 1 Bit per symbol Differential encoding DSSS with 15 -chip PN sequences BPSK modulation Medium Binary Data Diff. Encoder Bit to Chip BPSK Mod. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 94

PHY layer (5) Differential encoding Symbol to chip mapping Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 95

PHY layer (6) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 96

802.15.4 / ZigBee Architecture Channel acquisition Contention mgt NIC address Error Correction NIC: Network Interface Card Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 97

MAC functionalities Δημιουργία beacons αν η συσκευή είναι coordinator Συγχρονισμός beacons Υποστήριξη συσχέτισης / αποσυσχέτισης (PAN association / disassociation. Ασφάλεια Υλοποίηση CSMA-CA Διαχείριση guaranteed time slots (GTS) Παροχή αξιόπιστης σύνδεσης μεταξύ δύο οντοτήτων MAC NIC: Network Interface Card Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 98

Device Classes Full function device (FFD) Σε οποιαδήποτε τοπολογία Μπορεί να έχει ρόλο network coordinator Επικοινωνεί με κάθε άλλη συσκευή Reduced function device (RFD) Περιορίζεται σε τοπολογία star Δεν μπορεί να είναι network coordinator Επικοινωνεί μόνο με network coordinator Πολύ απλή υλοποίηση Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 99

Device types ZigBee coordinator (ZC) Η συσκευή με τις μεγαλύτερες δυνατότητες, αποτελεί το βασικό κόμβο του δικτύου και μπορεί να παρέχει σύνδεση και με άλλα δίκτυα. Υπάρχει ένα μόνο ZC σε κάθε δίκτυο μια και είναι η συσκευή που το δημιουργεί. Αποθηκεύει πληροφορία για το δίκτυο, συμπεριλαμβανόμενης και της πληροφορίας που αφορά την ασφάλεια του δικτύου. ZigBee Router (ZR) Εκτός από την υλοποίηση των εφαρμογών ο router μπορεί να λειτουργεί ως ενδιάμεσος κόμβος για την αναμετάδοση της πληροφορίας σε άλλες συσκευές. ZigBee End Device (ZED) Οι λειτουργίες που υποστηρίζει του εξασφαλίζουν τη δυνατότητα να επικοινωνεί με το γονικό κόμβο (είτε τον ZC είτε ZR). Δεν έχει τη δυνατότητα να αναμεταδίδει πληροφορία από άλλες συσκευές. Έτσι ο κόμβος αυτός μπορεί να βρίσκεται σε sleep mode για ένα χρονικό διάστημα αποφεύγοντας έτσι την κατανάλωση ενέργειας (μπαταρίας). Η συσκευή ZED απαιτεί λιγότερη μνήμη από τις άλλες και γι αυτό είναι λιγότερο ακριβή από τα ZR και ZC. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 100

Topology Models Mesh Star Cluster Tree ZigBee Coordinator ZigBee Router ZigBee End Device Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 101

Topology Models (2) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 102

Tree topology Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 103

Mesh topology Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 104

Traffic Types Περιοδικά δεδομένα Ο ρυθμός εξαρτάται από την εφαρμογή (π.χ. αισθητήρες) Σποραδικά δεδομένα Ο ρυθμός εξαρτάται από την εφαρμογή και κάποιο εξωτερικό έναυσμα (π.χ. διακόπτης φωτός) Επαναλαμβανόμενα δεδομένα χαμηλής καθυστέρησης Ανάθεση time slots (π.χ. mouse) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 105

Traffic modes - Beacon Beacon mode: Δομή superframe Το beacon στέλνεται περιοδικά Ο Coordinator και η συσκευή προορισμού μπορούν να βρίσκονται σε sleep mode Ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας Απαιτείται συγχρονισμός Εξασφαλισμένο εύρος και χαμηλή καθυστέρηση Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 106

Superframe Το format του superframe καθορίζεται από τον coordinator. Το superframe οριοθετείται από τα beacons που στέλνει ο coordinator Διαθέτει 16 time slots Αν ο coordinator δεν επιθυμεί να χρησιμοποιήσει τη δομή του superframe, σταματά τη μετάδοση beacon Αν κάποια συσκευή επιθυμεί να επικοινωνήσει κατά το contention access period (CAP) ακολουθεί διαδικασία slotted CSMA-CA. Για εφαρμογές που απαιτούν συγκεκριμένο εύρος ζώνης, ο coordinator μπορεί να αναθέσει guaranteed time slots (GTS). Οι GTSs αντιστοιχούν στο contention-free period (CFP), που εμφανίζεται στο τέλος του superframe Ο coordinator μπορεί να αναθέσει μέχρι 7 GTSs, και μία GTS καταλαμβάνει μία ή περισσότερες time slot periods. Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 107

Superframe (2) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 108

Traffic modes Non-beacon Non-Beacon mode: Ο απλούστερος τρόπος πρόσβασης για peer ή σχεδόν peer δίκτυα CSMA-CA με acknowledgement Ο coordinator και οι routers πρέπει να μένουν ενεργοί (χρειάζεται συνεχής παροχή ισχύος) Μη συμμετρική κατανάλωση ισχύος Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 109

MAC frame 4 Types of MAC Frames: Beacon Frame Data Frame Acknowledgment Frame MAC Command Frame Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 110

MAC frame - Beacon Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 111

MAC frame - Data Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 112

MAC frame - Acknowledgement Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 113

MAC frame - command Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 114

802.15.4 / ZigBee Architecture Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 115

Addressing, Node Discovery Addressing: Μοναδική διεύθυνση 64 bits (IEEE 802.15.4) 16 bit διεύθυνση δικτύου (65536 συσκευές) 256 υπο-διευθύνσεις (sub-units) Device Discovery unicast (γνωστό NWK ID), broadcast (άγνωστο NWK ID) απόκριση ZBC/ZBR : IEEE address + NWK address + (όλες τις γνωστές διευθύνσεις του δικτύου) Binding Δημιουργία λογικών συνδέσεων μεταξύ 2 ή περισσότερων end devices Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 116

Network Layer Κατανεμημένη ανάθεση διεύθυνσης: Δομή δέντρου (tree structure) ή διαχείριση από τα ανώτερα επίπεδα 16-bit (address) χώρος δικτύου διαθέσιμος σε child routers Οι child routers μοιράζουν το δικό τους χώρο στα παιδιά τους Η ανάθεση διευθύνσεων εξαρτάται: Max child number/parent Max child-routers number/parent Max network depth Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 117

Network Layer (2) Κόστος δρομολόγησης (routing cost): Παράμετρος επίδοσης (π.χ. Throughput, delay, κλπ) Βασική παράμετρος: κόστος σύνδεσης (link cost) μεταξύ 2 γειτόνων Κόστος μονοπατιού (Path cost) = sum{link costs along the path} Το κόστος σύνδεσης εξαρτάται από: LQI (PHY) Στοχαστική συμπεριφορά δικτύου Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 118

Network Layer (3) Route discovery: Προσδιορισμός ή επικαιροποίηση του δρομολογίου από την πηγή στον προορισμό Η διαδικασία ξεκινά όταν δεν υπάρχει ενεργό δρομολόγιο στον πίνακα δρομολόγησης (routing table) Broadcast routing request (RREQ) packets Δημιουργία routing table (από ενδιάμεσους κόμβους προς την πηγή) Ο router στον προορισμό απαντά με Routing response (RREP) packet Δημιουργία δρομολογίων από ενδιάμεσους κόμβους προς τον προορισμό Δημιουργία routing table στην πηγή Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 119

Application Support (APS) Sublayer Interface to NWK-layer Data transmission, binding and security management Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 120

Application Framework Data types Devices description: frequency band power description application flags application version serial number manufacturer Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 121

ZigBee Device Object Παρέχει ένα κοινό πλαίσιο λειτουργίας για τις εφαρμογές Αρχικοποιεί APS, NWK-Layer και Security Service Specification Παρέχει υπηρεσίες όπως : device- /service discovery, binding και security management Συγκεντρώνει πληροφορία για το δίκτυο Για τους κόμβους ZBC/ZBR δημιουργεί το binding table Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 122

ZigBee Compliant Platform Application ZDO SSP App Support (APS) NWK ZigBee Compliant Platform Medium Access (MAC) Physical Radio (PHY) Πιστοποίηση διασφαλίζει ότι όλα τα συστατικά του protocol stack είναι συμβατά με το ZigBee Standard Επιτρέπει διαλειτουργικότητα δικτύων (αλλά δεν συνεπάγεται διαλειτουργικότητα στο application layer) Υπάρχουν 30 διαφορετικά Compliant Platforms Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 123

Application Profiles Τα application profiles προσδιορίζουν τι είδους πληροφορία μεταδίδεται για κάποια συγκεκριμένη εφαρμογή Οι συσκευές με το ίδιο application profile χαρακτηρίζονται από end-to-end διαλειτουργικότητα Το ZigBee δημοσιεύει ένα σετ από public profiles, αλλά οι κατασκευαστές μπορούν να δημιουργήσουν εξειδικευμένα δικά τους (manufacturer specific profile) Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 124

Manufacturer Specific Profiles Application ZDO Certification testing ensures application does not interfere with other ZigBee networks App Support (APS) SSP NWK Medium Access (MAC) Physical Radio (PHY) Οι κατασκευαστές μπορούν να σχεδιάσουν τα δικά τους εξειδικευμένα προϊόντα πάνω σε μία ZigBee Compliant Platform Ο έλεγχος πιστοποίησης (certification testing) εξασφαλίζει ότι τα προϊόντα δεν δημιουργούν προβλήματα/ παρεμβολές σε άλλα δίκτυα ZigBee Οι manufacturer specific applications δεν παρέχουν απαραίτητα διαλειτουργικότητα στο application layer Επιτρέπουν στους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν την ορολογία ZigBee και το logo στα προϊόντα τους Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 125

ZigBee Public Profiles Application ZDO Ensures application conforms to a specific public application profile App Support (APS) SSP NWK Medium Access (MAC) Physical Radio (PHY) Εξασφαλίζουν διαλειτουργικότητα μεταξύ προϊόντων που τρέχουν το ίδιο public application profile Οι κατασκευαστές μπορούν να τους προσθέσουν επιπλέον χαρακτηριστικά Επιτρέπουν στους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν την ορολογία ZigBee και το logo στα προϊόντα τους Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 126

ZigBee Profiles Commercial Building Automation (CBA) Home Automation (HA) Personal, Home and Hospital Care (PHHC) Smart Energy (SE) Telecom Applications (TA)... Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 127

Commercial Building Automation (CBA) Lighting Ballast Occupancy Sensor Wall Switch System Commissioning PDA Controller Lighting Management System Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 128

Home Automation (HA) TV/Display Set-top-box Remote access Closures Lighting Heating/cooling Switches Security Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 129

Personal, Home and Hospital Care (PHHC) Heart rate monitor Blood pressure monitor SpO 2 monitor Data collection unit Hand held diagnostic tool Nurses station Non-invasive health care application Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 130

Smart Energy (SE) Two-way communications of metering data and energy management to provide more efficient and reliable energy usage Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 131

Telecom Applications (TA) Remote Server Operator Network Client SubNet 1 SubNet 3 SubNet 2 ZigBee Access Network Cellular Access Network ZigBee Access Point ZigBee Mobile Terminal or ZigBee SIM card Telecom value-added services to enhance and fulfill the telecom network functions Ασύρματα Δίκτυα Μικρής Εμβέλειας Α. Αλεξίου 132