IEEE 802.15.4 là gì

09:57:2903/11/2021

IEEE 802.15.4 là một tiêu chuẩn được phát triển để cung cấp một khuôn khổ và các lớp thấp hơn trong mô hình OSI cho các mạng kết nối không dây công suất thấp, chi phí thấp.

IEEE 802.15.4 cung cấp các lớp MAC và PHY, để lại các lớp trên được phát triển cho các tiêu chuẩn cao hơn cụ thể sau này như Thread, Zigbee, 6LoWPAN và nhiều loại khác.

Do đó, IEEE 802.15.4 không chiếm được sự quan tâm như các tiêu chuẩn khác, nhưng nó tạo cơ sở cho một số lượng lớn các tiêu chuẩn và do đó nó nếu được triển khai rộng rãi hơn có thể thấy rõ ngay từ cái nhìn đầu tiên.

Nguồn điện thấp là một trong những yếu tố chính của 802.15.4 vì nó được sử dụng trong nhiều lĩnh vực nơi các cảm biến từ xa cần hoạt động bằng nguồn pin, có thể trong nhiều năm mà không được chú ý.

Cơ bản về IEEE 802.15.4

Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 nhằm cung cấp các lớp mạng thấp hơn thiết yếu cho mạng khu vực cá nhân không dây, WPAN. Các yêu cầu chính là chi phí thấp, tốc độ thấp giao tiếp phổ biến giữa các thiết bị.

IEEE 802.15.4 không nhằm mục đích cạnh tranh với các hệ thống hướng tới người dùng cuối được sử dụng phổ biến hơn như IEEE 802.11, nơi chi phí không quá quan trọng và yêu cầu tốc độ cao hơn và điện năng có thể không quá quan trọng. Thay vào đó, IEEE 802.15.4 cung cấp giao tiếp với chi phí rất thấp của các thiết bị lân cận với ít hoặc không có cơ sở hạ tầng cơ bản.

Khái niệm của IEEE 802.15.4 là cung cấp thông tin liên lạc trong khoảng cách lên đến khoảng 10 mét và với tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 250 kbps. Dự đoán rằng việc giảm chi phí sẽ yêu cầu các giải pháp thiết bị nhúng cao, khái niệm tổng thể của IEEE 802.15.4 đã được đưa ra để đáp ứng điều này.

Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4

Chuẩn IEEE 802.15.4 đã trải qua một số lần phát hành. Ngoài ra, còn có một số biến thể của tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 để phục vụ cho các dạng khác nhau của lớp vật lý được tóm tắt trong bảng dưới đây.

Phiên bản IEEE 802.15.4	Chi tiết
IEEE 802.15.4 - 2003	Đây là bản phát hành đầu tiên của tiêu chuẩn IEEE 802.15.4. Nó cung cấp cho hai PHY khác nhau - một cho các dải tần số thấp hơn là 868 và 915 MHz và một cho 2,4 GHz.
IEEE 802.15.4 - 2006	Bản phát hành năm 2006 này của tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 đã cung cấp cho việc tăng tốc độ dữ liệu có thể đạt được trên các dải tần số thấp hơn. Bản phát hành tiêu chuẩn này đã cập nhật PHY cho 868 và 915 MHz. Nó cũng xác định bốn sơ đồ điều chế mới có thể được sử dụng - ba cho dải tần số thấp hơn và một cho 2,4 GHz.
IEEE 802.15.4a	Phiên bản này của tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 đã xác định hai PHY mới. Một sử dụng công nghệ UWB và một được cung cấp để sử dụng trải phổ chirp ở 2,4 GHz.
IEEE 802.15.4c	Cập nhật cho 2,4 GHz, 868 MHz và 915 MHz, UWB và băng tần Trung Quốc 779-787 MHz.
IEEE 802.15.4d	2,4 GHz, 868 MHz, 915 MHz và băng tần 950 - 956 MHz của Nhật Bản.
IEEE 802.15.4e	Bản phát hành này xác định các cải tiến của MAC đối với IEEE 802.15.4 để hỗ trợ ứng dụng ISA SP100.11a.
IEEE 802.15.4f	Bản phát hành này xác định PHY mới cho UWB, băng tần 2,4 GHz và cả 433 MHz
IEEE 802.15.4g	Bản phát hành này xác định PHY mới cho các mạng lân cận thông minh. Chúng có thể bao gồm các ứng dụng như ứng dụng lưới điện thông minh cho ngành năng lượng. Nó có thể bao gồm băng tần 902 - 928 MHz

Mặc dù các phiên bản mới của tiêu chuẩn có sẵn để sử dụng bởi bất kỳ tiêu chuẩn lớp cao hơn nào, Zigbee vẫn sử dụng phiên bản đầu tiên năm 2003 của tiêu chuẩn IEEE 802.15.4.