Zigbee, inicio y revisiones

Antes de nada, vamos a ver de donde viene su nombre, Zigbee toma su nombre de una alegoría o metáfora a cómo se comunican y trabajan las abejas.

Éstas, se comunican con el resto de su comunidad, cuando quieren orientarlas hacia un objetivo (comida, enemigos,…) que está a más de 100 metros, con unas danzas que dibujan semicírculos o, siendo imaginativos, un movimiento en Zig-Zag…. (Además de otras cosas, más complejas y que se deberían explicar mejor….)

Estos movimientos y comportamiento, se compara a la comunicación entre los distintos nodos de una red mallada y los distintos roles de una comunidad o, en nuestro caso, los componentes de una WPAN basada en ZigBee (Reina=Coordinador, Zángano=Router, Obrera=Dispositivo final…), o eso pensaron sus creadores, o así lo he entendido yo… y de ahí le viene el nombre…

Tal i como lo define la Zigbee Alliance:

“ZigBee is the Global Wireless Language Connecting Dramatically Different Devices to Work Together and Enhance Everyday Life”

Es un protocolo estándar, de ámbito global, desarrollado y soportado por más de 300 compañías tecnológicas de gran importancia en todo el mundo, unidas a través de la Alianza ZigBee.

Zigbee quiere cubrir necesidades del mercado tecnológico,  cumpliendo las siguientes premisas:

  • Sin cables
  • Fácil de instalar y mantener (red mallada auto gestionada)
  • Fiabilidad (se auto repara)
  • Capacidad de escalado a miles de dispositivos o nodos
  • Larga duración de las baterías empleadas (años con una batería AA)
  • Bajo coste (estándar abierto, muchos fabricantes)

Qué es la Alianza ZigBee?

Aquí la tenéis http://www.zigbee.org/ y se define como una asociación de compañías que trabajan conjuntamente para permitir productos fiables, de bajo coste, de bajo consumo, monitorizables y controlables, interconectados mediante redes inalámbricas basadas en un estándar abierto y global.

Los inicios y sus revisiones:

El IEEE 802.15.4 estándar, fue completado en el mes de mayo del año 2003 y la especificación ZigBee  fue ratificada/aprobada el 14 de diciembre de 2004.

La alianza ZigBee anuncia la publicación de su especificación V1.0 el 13 de junio de 2005, conocida como la especificación ZigBee 2004, y aparecen 2 revisiones posteriormente:

  • En Septiembre de 2006 aparece una nueva revisión, conocida como ZigBee 2006.
  • Y en Octubre de 2007 otra revisión, ZigBeee 2007/pro.

En la siguiente tabla podéis observar las especificaciones que cumple cada una de las versiones:

Tabla de comparación de versiones ZigBee y funcionalidades 2004 2006 2007 PRO
Control de Interferencias        
  El Coordinador de RED selecciona el mejor canal/network ID libre de comunicación en Radio Frecuencia (RF), en el momento de iniciarse. x x x x
  Soporte para la detección de interferencias sobre el canal de comunicaciones operativo y selección de un nuevo canal de comunicaciones RF y/o identificador de red (Network ID).     x x
 Gestión de direccionamiento  automática/distribuida        
  Direcciones de dispositivo asignadas automáticamente utilizando un esquema de distribución jerárquica (orden).   x x x  
  Se asignan automáticamente a los dispositivos, direcciones usando un esquema estocástico (aleatorio).        x
Direccionamiento de grupo          
  Los dispositivos pueden ser asignados a grupos de direccionamiento y así, los integrantes de los grupos pueden recibir comunicaciones con una única trama;  Para reducir, de esta manera, el tráfico generado para los paquetes destinados a grupos.    x x x
Recolección de datos centralizada         
  Baja sobre carga para la recolección de datos a través del coordinador de la red ZigBee, explícitamente soportado.  x x x x
  Baja sobre carga para la recolección de datos a través  de otro dispositivo soportado, bajo circunstancias especiales. x x x x
  Many-to-one routing  permite a toda la red encontrar al router en una sola pasada.        x
  Source routing  (origen del enrutamiento) permite responder a todos lo emisores de una manera facil.         x
Seguridad         
  128-bit AES de cifrado con Message Integrity Code (MIC) de  32-bit y contadores de trama para asegurar el refresco de los mensajes.   x x x x
  Seguridad aplicada en la capa de red por defecto, con rotación de claves para prevenir ataques sobre la clave de red.   x x x x
  Soportada la seguridad de los niveles altos.  x x x x
  Trust Center application, aplicado sobre el coordinador de la red  ZigBee, gestionando la relación de confianza entre los dispositivos de la red y actuando como la autoridad central para que los dispositivos puedan conectarse a la red. x x x x
  Trust Center puede ser ejecutado sobre cualquier dispositivo de la red.        x
  Disponible el modo de “Alta seguridad”, la cual es seleccionable a través de la política del centro de confianza, y requiere aplicar claves a la capa de aplicación; autenticación peer-entity;  y establecimiento de claves peer-to-peer usando claves maestras.         x
Escalabilidad de la Red         
  La red puede crecer en función de los límites del algoritmo de direccionamiento. Por lo general, las redes con cientos o miles de dispositivos están soportadas.   x x x  
  Un algoritmo de direccionamiento que relaja los límites del tamaño de la red. Redes con cientos o miles de dispositivos están soportadas.         x
Tamaño del mensaje          
  < 100 bytes. El tamaño exacto dependera de los servicios empleados,  como la seguridad.  x x    
  Mensajes largos, de tamaño superior a la capacidad del buffer de los emisores y receptores, está soportado mediante técnicas de fragmentación y ensamblado.      x x
Estandarización de la puesta en servicio          
  Procedimientos de arranque estandarizados y atributos que soporten el uso de herramientas de puesta en servicio en entornos multi-vendor.    x x x
Red mallada robusta        
  Algoritmos de enrutamiento con tolerancia a fallos, que responden adecuadamente ante los cambios de la red y/o el entorno de radio frecuencia.  x x x x
  Cada dispositivo mantiene el contacto con sus vecinos; lo que mejora sustancialmente la fiabilidad y robustez de la red.         x
Cluster Library support          
  The ZigBee Cluster Library, es un adjunto al stack ZigBee, que permite estandarizar las aplicaciones a través de perfiles y proporciona valiosos recursos para los desarrolladores de cada perfil.     x x x
Fuente: http://www.daintree.net/resources/spec-matrix.php

…y disculpas por los errores de traducción….

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