Bluetooth, HomeRF, ZigBee, nfc ва Wireless usb алоқа технологиялари 15-маъруза Bluetooth

Хусусиятлари/Функция
Характеристика
Алоқа тури	Спектрни кенгайтириш (частотани сакрашсимон қайта созлаш – FHSS)
Частоталар дипазони	2,4 дан 2,4835 ГГцгача
Узатиш қуввати	100 мВт
Маълумотларни узатиш тезлиги	20 Мбит/секундгача
Масофа	100 – 300 метрлар
Тармоқдаги қурилмалар сони	Тармоқдаги 127 та қурилмаларгача
Овоз каналлари	Олтитагача
Миаълумотларни ҳимоялаш	Blowfish кодлаш алгоритмлари
Манзиллаштириш	48-битли МАС манзил

ZigBee
Маълумотларни тўплаш ва бошқариш тизимларида ишлатиш учун мўлжалланган симсиз технология ҳисобланади. У паст энергия истеъмолига, маълумотларни узатиш ишончлилигига ва маълумотларни ҳимояланишига эга, турли ишлаб чиқарувчилар қурилмалари билан мослашувчан. ZigBee маълумотларни узатишда кечикишларга қатъий талаблар қўйилмайдиган тизимларда маълумотларни узатилишига йўналтирилган. Бу технология бинолар ва кўп сонли тугунларли (стандарт бўйича 65 мингтагача) бошқа йирик объектларни ягона симсиз тармоқ билан қамраб олишга имкон беради. Буларнинг барчасига хабарларни маршрутлаштиришнинг мураккаб механизмларини қўлланилиши ҳисобига эришилади, бу тармоқнинг охирги нуқтасига ўнлаб оралиқ тугунлар орқали маълумотларни узатилишига имкон беради.
2002 йилда Invensys, Mitsubishi Electric, Philips Semiconductors ва Motorola компаниялари ZigBee (шунингдек HomeRF lite, Firefly ва RF-EasyLink сифатида маълум бўлган) номини олган янги симсиз алоқа стандартини илгари суриш бўйича уюшма ташки этишди. Бугунги кунда ZigBee номи остида деярли IEEE 802.15.4 стандартига протоколлар ва кенгайтмалар тўплами яширинган бўлиб, у туфайли турли ишлаб чиқарувчилар қурилмаларининг мослашувчанлиги таъминланади.
IEEE 802.15.4 стандарти ZigBee тармоғининг радиочастотавий қисми – модуляциялаш тури (BPSK ва O-QFSK), частоталар диапазонлари ва уларга мос узатиш тезликлари тавсифига эга. ZigBee спецификацияси 10 дан 75 метрларгча радиусда 250 кбит/с максимал тезликда маълумотларни узатилишини кўзда тутади. Лекин унча юқори бўлмаган ўтказиш қобилияти ўта паст энергия истеъмоли билан компенсацияланади, чунки стандарт аппаратура фақат кам вақтда эфирни эшитиши билан вақтнинг катта қисмида ухлаш режимида бўлиши ҳисобига қурилмаларнинг максимал паст энергия истеъмолини кўзда тутади. ZigBee стандарига учта 2,4 ГГц (16 та каналлар), 915 МГц (10 та каналлар) ва 868 МГц (1 та канал) частоталар диапзонларидаги 27 та каналлар бириктирилган. Бу эфир дипазонлари учун максимал маълумотларни узатиш тезликлари мос равишда 250 кбит/с, 40 кбит/с ва 20 кбит/сларни ташкил этади. Каналга уланиш ташувчини назорат қилиш (Carrier Sense, Multiple Access, CSMA) бўйича амалга оширилади, яъни қурилма дастлаб эфир банд эмаслигини текширади ва фақат бундан кейин узатишни бошлайди. 128 битли калит узунлигили AES алгоритми бўйича шифрлаш қўлланади. 802.15.4 стандарти МАС даражадаги ноёб 64-битли манзилнинг бўлишини, шунингдек бу қурилманинг у ёки бу WPANга (Wireless Personal Area Network) тегишлилигини аниқлаш учун қўшимча 16-битли тармоқ манзилини (PAN-ID) бўлишини кўзда тутади.
ZigBeeнинг ўзига хос хусусияти шундан иборатки, у нафақат оддий “нуқта-нуқта” ёки “юлдуз” боғланишлари, балки ретрансляция қилиш ва маълумотларни узатиш самарали маршрутини қидиришни қўллай оладиган “дарахт” ва “ячейкали тармоқ” топологияларили мураккаб тармоқлар учун мўлжалланган. ZigBee тармоқлари ўз-ўзидан ташкил бўладиган ва ўз-ўзидан тикланадиган тармоқлар ҳисобланади. Ўрнатилган дастурий таъминот туфайли уларнинг қурилмалари таъминот ёқилганида ўзлари бир-бирларини топишни билади. Қандайдир қурилма ишдан чиққанида улар хабарларни узатиш учун янги маршрутларни қидира олади.
ZigBee тармоқлари учта асосий турлардаги тугунлар - координаторлар, маршрутизаторлар ва охирги қурилмаларга эга. Координатор мажбурий қурилма бўлиб, у тармоқни ҳосил қилади, тармоқ учун частоталар канали номерини ва идентификаторни танлайди. Кейин унга маршрутизаторлар ва охирги қурилмалар уланади, уларнинг сонини ошириш мумкин.
Технологиянинг авзалликлари шу ҳисобланадики, ZigBee-қурилмалар 70-80 метрлардан ортиқ масофаларга затишни таъминлай олмасада, улар трафик учун теннель сифатида Wi-Fi ва Bluetooth қурилмалари каналларини (агар улар кўриниш зонасида бўлса) ишлатиши мумкин. Энергия истеъмолига келганда, битта унча катта бўлмаган батарея назарий жиҳатдан ZigBee-қурилманинг ишлаш қобилиятини сақлаш учун бир неча ойлар ва ҳатто йил давомида етиши керак. Стандартнинг бошқа авзалликлари орасидан яхши мастабланувчанликни, узилишлар ҳолларида ўзи тикланиши имконияти ва созлашнинг оддийлигини айтиб ўтиш керак. 64-битли манзиллаштириш қўлланилганида ягона тармоққа 60 мингтадан ортиқ ZigBee-қурилмаларни бирлаштириш мумкин.
Паст ўтказиш қобилияти ва кичик ишлаш радиуси ZigBee тармоқларни мультимедиали маълумотларни (оқимли видео ёки аудио) трансляциялаш учун ёки олисдаги офисларнинг ўзаро алоқаси учун қўлланилишига имкон бермайди. Бунинг учун маълумотларнинг симсиз кенг полосали узатиш WiMAX технологияси мавжуд. ZigBee-қурилмаларни асосий қўлланилиши соҳаси мониторинг, хавфсизлик, тиббиёт аппаратуралари ҳолатини назорат қилиш тизимлари ва бошқалар ҳисобланади. ZigBee контроллерларили хабарлагичлар йирик ташкилотларда техник қўллаб-қувватлаш хизматларининг ишини соддалаштириши мумкин. Бу ҳолда штатдан ташқари вазият юз берганида муҳандисларга яроқсизликнинг сабабини аниқлаш учун сенсорларни, масалан, ноутбук ёки чўнтак компьютери ёрдамида текширишни тез амалга ошириш етарли бўлади. Шу билан бирга симсиз алоқа ва автоном таъминот манбаларини қўлланилиши қўриқлаш тизимлари ва мониторинг қилиш комплексларининг ишончлилигини оширади, чунки жиноятчи битта куч кабелини узиш билан бутун симсиз алоқа тармоғини ишдан чиқара олмайди.
Шунингдек, ZigBee алоқа “рақамли уйнинг” ажралмас қисми бўлиши кўзда тутилмоқда. Бинобарин, ZigBee контроллерларини нафақат хавфсизлик ва сигнализация тизимлари хабарлагичлари, балки маиший техника, шу жумладан кондиционерлар, видеомагнитофонлар, телевизорлар ва ҳатто оддий ёритиш ўчиргичлари олади. Бу унификацияланган масофадан бошқариш пульти ёки мобил телефон ёрдамида барча асбобларнинг ишлашини назорат қилишга имкон беради.
Бундан ташқари, ZigBee-контроллерлар алоқа каналларининг ўтказиш қобилиятларига юқори талабларни қўймайдиган турли компьютер қурилмаларига ўрнатилиши мумкин. Улар, масалан, жойстиклар, сичқончалар ва бошқалар бўлиши мумкин. Тиббиёт соҳасида ZigBee симсиз алоқа операцияларни ўтказган беморлар ёки оғир аҳволда бўлган инсонлар ҳолатини кузатиб боришга ёрдам беради. Симли хабарлагичлар ўрнига беморларнинг қўлларига босим, ҳарорат, юрак қисқаришлари частоталари сенсорларили электрон браслет тақилиши ва керакли даврийликда олинадиган кўрсатишлар марказий серверга ташланиши мумкин, у хавф туғилганида палата ва жой номери кўрсатиладиган тревога сигналини бериши мумкин.
Табиийки, ZigBee-қурилмалар учун бошқа кўплаб қўлланилиш соҳалари ҳам топилади. Истиқболда ZigBee симсиз тармоқлари Bluetooth технологиясига жиддий рақобатни ҳосил қилиши керак. 15.2-жадвалда ZigBee алоқанинг асосий техник параметрлари келтирилган.
15.2-жадвал