CHƢƠNG 2 : CÁC CHUẨN VỀ CÁC MẠNG LAN CƠ BẢN
2.3. Chuẩn không dây IEEE802.15.4
IEEE 802.15.4 là một chuẩn về truyền thông k h ô n g d â y có tốc độ truyền dữ liệu thấp (LR-WPAN) nhằm đáp ứng các nhu cầu giá thành thấp, độ phức tạp thấp, tiêu thụ năng lượng thấp, dễ dàng di chuyển.
Một vài đặc tính của IEEE 802.15.4 (LR-WPAN):
- Tốc độ truyền dữ liệu: 250 kbps, 40 kbps, và 20 kbps. - Phương thức kết nối hình sao hoặc ngang hàng.
- Địa chỉ ngắn là 16 bit và địa chỉ mở rộng là 64 bit. - Phân phối các khe thời gian được bảo đảm (GTSs)
- Đa truy cập phát hiện sóng mang với cơ chế tránh xung đột (CSMA-CA) - Giao thức được xác nhận đầy đủ để bảo đảm độ tin cậy của quá trình
truyền.
- Tiêu thụ năng lượng thấp.
- Dò tìm năng lượng trên kênh truyền (ED). - Chỉ thị chất lượng kết nối (LQI).
- 16 kênh trong băng thông 2450 MHz, 10 Kênh trong băng thông 915 MHz, và 1 kênh trong băng thông 868 MHz.
Hệ thống IEEE 802.15.4 (LR-WPAN) bao gồm rất nhiều các thành phần. Nhưng thành phần cơ bản nhất là các trạm. Trong đó trạm có thể là RFD (Trạm có chức năng hạn chế) hay là FFD (Trạm có chức năng đầy đủ). FFD có thể hoạt động ở ba chế độ: Có thể là trạm điều khiển PAN, có thể là một trạm điều khiển, hoặc một trạm làm việc. Một FFD có thể trao đổi với RFDs hoặc các FFD khác, trong khi một RFD chỉ có thể trao đổi với một FFD. Tuy nhiên, mạng IEEE 802.15.4 yêu cầu ít nhất một FFD, FFD này hoạt động giống như một trạm điều khiển PAN.
Có hai phương thức kết nối được sử dụng trong IEEE 802.15.4 là kết nối hình sao và kết nối ngang hàng (Hình 8).
Hình 8 – kết nối hình sao và ngang hàng
Hình 9– Kết hợp giữa kết nối ngang hàng và kết nối hình sao
2.3.2 Giao thức và các kiểu xác thực
IEEE 802.15.4 có các giao thức như CSMA/CA như đã được giới thiệu tại mục 2.2.1 bên trên, giao thức xác nhận khung và xác nhận dữ liệu để đảm bảo độ tin cậy và hiệu quả cao trong quá trình truyền dữ liệu.
IEEE 802.15.4 có hai giao thức truy nhập kênh khác nhau phụ thuộc vào cấu hình của mạng:
- Giao thức truy nhập kênh CSMA-CA không sử dụng khe thời gian được thực hiện trong mạng không sử dụng khung “beacon”.
- Gói tin “beacon” là gói đặc biệt chứa các thông tin về thời gian, chất lượng dịch vụ, tiêu thụ năng lượng và điều khiển truy nhập
- Giao thức truy nhập kênh CSMA-CA sử dụng khe thời gian được thực hiện trong mạng sử dụng khung “beacon”.
2.3.3 An ninh
Do các dải ứng dụng khác nhau mà việc thực hiện kiểm tra quyền sẽ có các mức ranh giới khác nhau trong tầng MAC, mức danh giới này bao gồm các khả năng để duy trì danh sách điều khiển truy nhập (ACL) và sử dụng mật mã đối xứng để bảo vệ khung được truyền. Các tầng ở tầng trên sẽ xác định khi nào việc kiểm tra được thực hiện tại tầng MAC và cung cấp tất cả các khoá cần thiết để thực hiện việc kiểm tra quyền này. Một vài kiểu kiểm tra được sử dụng trong chuẩn này là: khoá đối xứng được tạo bởi các tầng cao, điều khiển truy nhập (cung cấp khả năng để thiết bị có khả năng phát hiện các thiết bị khác), mã hoá dữ liệu (mật mã đối xứng), tính toàn vẹn khung tin, làm tươi chuỗi.
Ngoài ra chúng ta còn có chuẩn 802.15.3, là phần trọng tâm của luận văn nghiên cứu, do đó tôi sẽ trình bày trong chương tiếp theo.