Admin ]

Affichage optimisé : 1280x1024. Nous sommes le  lundi 19 novembre 2018
Vous êtes ici : Accueil  /  5- Diffusion / Transmission / Réseau / TNT/ Internet
Liaisons sans fil ZigBee
mercredi 21 novembre 2012, par gerla
ZigBee vient compléter la liste des réseaux WiFi, Bluetooth, WiMax, UMTS, GSM

Cet article vient en complément du tome 2 de Techniques audiovisuelles et multimédias (3ème édition) . Il fait donc référence aux contenus des différents paragraphes du chapitre 3 du livre.

Il est possible de se procurer ce volume chez (JPG) Dunod Editeur et dans toutes les bonnes librairies.

Introduction

De par leur facilité de déploiement, les réseaux locaux sans fil WLAN ( Wireless LAN ) ou RLAN ( Radio LAN ) connaissent un développement important. Revoir la figure 3.35 page 115 de Techniques audiovisuelles et multimédias, 3ed, tome 2 qui donne une comparaison des offres de réseaux sans fil WiFi, Bluetooth, WiMax, UMTS, GSM et ZigBee.

Ces réseaux sans fil (wireless network) sont toujours en pleine expansion tant du point de vue des nouvelles applications que des évolutions matérielles nomades.

Objectifs et applications du ZigBee

ZigBee est un standard réseau ouvert et global relevant de l’IEEE 802.15.4 pour les couches inférieures auxquelles est ajoutée une couche de gestion du réseau , des objets et des applications. ZigBee Alliance est un groupement d’entreprises chargé de l’évolution et de la publication des standards. ZigBee est une marque déposée.

Initialement, ZigBee est destiné à l’établissement de communications radiofréquences de courte portée et faible débit . C’est un protocole conçu pour transférer des données de manière fiable dans un environnement radiofréquence bruité . Un critère important est la faible consommation d’énergie et la transmission est assurée avec un minimum de moyens techniques.

Les principales applications sont orientées domotique (gestion intelligente de l’éclairage, de chauffage ou climatisation, système d’alarme, détection incendie, etc.), l’assistance médicale pour personnes hors du milieu hospitalier ou le contrôle industriel .

Le réseau ZigBee est un réseau maillé ( point à point ) ou en étoile qui utilise des canaux radio dans les bandes de fréquences 868 MHz, 902 à 928 MHz et la bande ISM.

ZigBee peut être basé sur IP ou utiliser des protocoles propriétaires.

Equipements et structure du réseau ZigBee

Le standard IEEE 802.15.4 décrit deux types d’équipements assurant (figure 1)  :
-   les fonctions étendues (FFD, Full Fonction Device) de coordinateur du réseau, de routeur ou de dispositif associé à un capteur ;
-   les fonctions limitées d’un terminal (end device) étant sans capacité de routage (RFD, Restricted Function Device) . Le RFD est conçu pour signaler l’état d’un capteur ou d’un actionneur.

(JPG)
Topologie des réseaux ZigBee

Pour communiquer, au moins un équipement FFD et des terminaux RFD doivent occuper le même canal radio . La figure 2 rappelle des sous-couches décrivant les équipements.

La couche Application/Réseau comporte les éléments logiciels relevant de la fonction principale du produit. L’utilisateur final intervient dans la configuration de cette couche.

La sous-couche MAC détermine les accès au canal radio et est chargée de :

-   générer les balises de réseau quand l’équipement est chargé de la coordination ;
-   synchroniser les balises de prise de parole ou effectuer la prise de parole selon le procédé CSMA/CA ( carrier sense, multiple access/collision avoidance)  ;
-   gérer les associations et séparations d’équipements au réseau ;
-   gérer la sécurité  ;
-   déployer et maintenir le mécanisme de gestion de la période d’activité (GTS, Guarantee Time Slot) afin d’économiser l’énergie.

(JPG)
Comparaison des couches basses OSI/IEEE et ZigBee

La sous-couche physique (PHY) est chargée de :

-   l’activation et de l’arrêt des fonctions électroniques d’émission (modulation BPSK, Binary phase-shift keying ou OQPSK, Offset quadrature phase-shift keying) et de réception, de la sélection (fréquence) du canal d’émission ;
-   la surveillance de la qualité de la liaison radio LQI pour les paquets reçus ;
-   la détection, gestion d’énergie ED.

La sous-couche HAL (Hardware Abstraction Layer) est à l’interface des différentes solutions radio susceptibles d’être mises en œuvre dans le contexte ZigBee. Cette sous-couche n’est pas toujours effective.

Et très brièvement

Pour clore cet article, un lien vers le site ZigBee Alliance http://www.zigbee.org/

voir aussi ...
du même auteur ... gerla
Document(s) associé(s) :
3.4 ko