IEEE 802.15 es un grupo de trabajo del comité de estándares IEEE 802 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) que especifica los estándares de redes inalámbricas especiales (WSN). El grupo de trabajo se conocía anteriormente como Grupo de trabajo para redes de área personal inalámbricas.
La cantidad de grupos de tareas en IEEE 802.15 varía según la cantidad de proyectos activos. La lista actual de proyectos activos se puede encontrar en el sitio web de IEEE 802.15.
El grupo de tareas uno se basa en la tecnología Bluetooth . Define la especificación de capa física (PHY) y control de acceso al medio (MAC) para la conectividad inalámbrica con dispositivos fijos, portátiles y móviles dentro o que ingresan al espacio operativo personal. Las normas se publicaron en 2002 y 2005. [1] [2]
El grupo de tareas dos aborda la coexistencia de redes de área personal inalámbricas ( WPAN ) con otros dispositivos inalámbricos que operan en bandas de frecuencia sin licencia, como las redes de área local inalámbricas ( WLAN ). El estándar IEEE 802.15.2-2003 se publicó en 2003 [3] y el grupo de tareas dos entró en "hibernación". [4]
IEEE 802.15.3-2003 es un estándar MAC y PHY para WPAN de alta velocidad (11 a 55 Mbit/s). El estándar se puede descargar a través del programa IEEE Get, [5] financiado por voluntarios de IEEE 802.
IEEE P802.15.3a fue un intento de proporcionar una enmienda de mejora PHY de banda ultra ancha de mayor velocidad a IEEE 802.15.3 para aplicaciones que involucran imágenes y multimedia. Los miembros del grupo de trabajo no pudieron llegar a un acuerdo para elegir entre dos propuestas tecnológicas, Multiplexación por división de frecuencia ortogonal multibanda (MB-OFDM) y UWB de secuencia directa (DS-UWB), respaldadas por dos alianzas industriales diferentes y retirado en enero de 2006. [6] Los documentos relacionados con el desarrollo de IEEE 802.15.3a están archivados en el servidor de documentos IEEE. [7]
La enmienda IEEE 802.15.3b-2005 se publicó el 5 de mayo de 2006. Mejoró 802.15.3 para mejorar la implementación y la interoperabilidad del MAC. Esta enmienda incluye muchas optimizaciones, errores corregidos, ambigüedades aclaradas y aclaraciones editoriales adicionales al tiempo que preserva la compatibilidad con versiones anteriores. Entre otros cambios, la enmienda definió las siguientes nuevas características: [8]
IEEE 802.15.3c-2009 se publicó el 11 de septiembre de 2009. El grupo de trabajo TG3c desarrolló una capa física alternativa (PHY) basada en ondas milimétricas para el estándar 802.15.3-2003 de red de área personal inalámbrica (WPAN) 802.15.3 existente. . El Grupo de Trabajo 3c (TG3c) de IEEE 802.15.3 se formó en marzo de 2005. Esta WPAN mmWave está definida para funcionar en el rango de 57 a 66 GHz. Dependiendo de la región geográfica, hay disponibles entre 2 y 9 GHz de ancho de banda (por ejemplo, 57–64 GHz está disponible como banda sin licencia definida por FCC 47 CFR 15.255 en América del Norte). La WPAN de onda milimétrica permite una velocidad de datos muy alta y un alcance corto (10 m) para aplicaciones que incluyen acceso a Internet de alta velocidad, descarga de contenidos en streaming (vídeo a la carta, HDTV, cine en casa, etc.), streaming en tiempo real y datos inalámbricos. bus para reemplazo de cables. Se definieron un total de tres modos PHY en el estándar: [9]
IEEE Std 802.15.3d-2017 define una capa física alternativa (PHY) en el rango de frecuencia de THz más bajo entre 252 GHz y 325 GHz para enlaces punto a punto conmutados. Se definen dos modos PHY que permiten velocidades de datos de hasta 100 Gb/s utilizando ocho anchos de banda diferentes entre 2,16 GHz y 69,12 GHz.
IEEE Std 802.15.3e-2017 proporciona una capa física alternativa (PHY) y en esta enmienda se define una capa de control de acceso al medio (MAC) modificada. Se han definido dos modos PHY que permiten velocidades de datos de hasta 100 Gb/s utilizando la banda de 60 GHz. Se han definido métodos MIMO y de agregación para aumentar las velocidades de comunicación máximas alcanzables. El reconocimiento de pila se ha definido para mejorar la eficiencia del control de acceso al medio (MAC) cuando se utiliza en una topología punto a punto (P2P) entre dos dispositivos.
IEEE Std 802.15.3f-2017 amplía la canalización de RF de las PHY de ondas milimétricas para permitir el uso del espectro hasta 71 GHz. 802.15.3f se inició porque varios dominios regulatorios ampliaron las bandas exentas de licencia de 60 GHz hasta 71 GHz.
IEEE 802.15.4-2003 (WPAN de baja velocidad) se ocupa de una velocidad de datos baja pero con una duración de batería muy larga (meses o incluso años) y una complejidad muy baja. El estándar define las capas física (Capa 1) y de enlace de datos (Capa 2) del modelo OSI . La primera edición del estándar 802.15.4 se lanzó en mayo de 2003. Varios protocolos de capa de red (o malla) estandarizados y propietarios se ejecutan en redes basadas en 802.15.4, incluidos IEEE 802.15.5, Zigbee , Thread , 6LoWPAN , WirelessHART y ISA100.11a .
IEEE 802.15.4a (formalmente llamado IEEE 802.15.4a-2007) es una enmienda a IEEE 802.15.4 que especifica capas físicas adicionales (PHY) al estándar original. El interés principal era proporcionar capacidad de localización y alcance de mayor precisión (precisión de 1 metro y mejor), mayor rendimiento agregado, agregar escalabilidad a las velocidades de datos, mayor alcance y menor consumo y costo de energía. Las líneas de base seleccionadas son dos PHY opcionales que consisten en una radio de pulso UWB (que opera en un espectro UWB sin licencia) y un espectro ensanchado Chirp (que opera en un espectro de 2,4 GHz sin licencia). La radio UWB pulsada se basa en la tecnología UWB pulsada continua (ver C-UWB ) y podrá ofrecer comunicaciones y alcance de alta precisión. [10]
IEEE 802.15.4b se aprobó en junio de 2006 y se publicó en septiembre de 2006 como IEEE 802.15.4-2006. El grupo de trabajo 4b de IEEE 802.15 fue creado para crear un proyecto para mejoras y aclaraciones específicas del estándar IEEE 802.15.4-2003, como resolver ambigüedades, reducir la complejidad innecesaria, aumentar la flexibilidad en el uso de claves de seguridad, consideraciones para asignaciones de frecuencias recientemente disponibles, y otros.
IEEE 802.15.4c se aprobó en 2008 y se publicó en enero de 2009. Esto define una enmienda PHY que agrega nuevas especificaciones de espectro de RF para abordar los cambios regulatorios chinos que han abierto los rangos de 314-316 MHz, 430-434 MHz y 779-787. Bandas de MHz para uso de PAN inalámbrico dentro de China.
El Grupo de Trabajo 4d de IEEE 802.15 fue creado para definir una enmienda al estándar 802.15.4-2006. La enmienda define una nueva PHY y los cambios en el MAC que sean necesarios para soportar una nueva asignación de frecuencia (950 MHz -956 MHz) en Japón mientras coexiste con sistemas de etiquetas pasivas en la banda.
El Grupo de Trabajo 4e de IEEE 802.15 está creado para definir una enmienda MAC al estándar existente 802.15.4-2006. La intención de esta enmienda es mejorar y agregar funcionalidad al MAC 802.15.4-2006 para a) respaldar mejor los mercados industriales yb) permitir la compatibilidad con las modificaciones propuestas dentro de la WPAN china. Se realizaron mejoras específicas para agregar salto de canal y una opción de intervalo de tiempo variable compatible con ISA100.11a. Estos cambios fueron aprobados en 2011.
El grupo de trabajo del sistema RFID activo IEEE 802.15.4f está creado para definir nuevas capas físicas (PHY) inalámbricas y mejoras a la capa MAC estándar 802.15.4-2006 que se requieren para admitir nuevas PHY (s) para el sistema RFID activo. Aplicaciones bidireccionales y de determinación de ubicación.
El grupo de trabajo IEEE 802.15.4g Smart Utility Networks (SUN) está autorizado para crear una enmienda PHY a 802.15.4 para proporcionar un estándar que facilite aplicaciones de control de procesos a muy gran escala, como la red de red inteligente de servicios públicos capaz de soportar grandes áreas geográficamente diversas. Redes con infraestructura mínima, con potencialmente millones de puntos finales fijos. En 2012 lanzaron el estándar de radio 802.15.4g. [11] El comité TR-51 de la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones desarrolla estándares para aplicaciones similares. [12]
Aprobada en 2020, [13] enmienda a las PHY de UWB (por ejemplo, con opciones de codificación) para aumentar la precisión e intercambiar información relacionada con el alcance entre los dispositivos participantes.
IEEE 802.15.5 proporciona el marco arquitectónico que permite a los dispositivos WPAN promover redes de malla inalámbricas interoperables, estables y escalables . Este estándar se compone de dos partes: redes WPAN mesh de baja velocidad y redes WPAN mesh de alta velocidad. La malla de baja velocidad está construida sobre IEEE 802.15.4-2006 MAC, mientras que la malla de alta velocidad utiliza IEEE 802.15.3/3b MAC. Las características comunes de ambas mallas incluyen inicialización de red, direccionamiento y unidifusión de múltiples saltos. Además, la malla de baja velocidad admite multidifusión, transmisión confiable, soporte de portabilidad, ruta de rastreo y función de ahorro de energía, y la malla de alta velocidad admite servicio de tiempo garantizado de múltiples saltos.
Las redes en malla para redes IEEE 802.15.1 están fuera del alcance de IEEE 802.15.5 y se incluyen dentro del grupo de trabajo en malla de Bluetooth .
En diciembre de 2011, el grupo de trabajo IEEE 802.15.6 aprobó un borrador de un estándar para tecnologías Body Area Network (BAN). El borrador fue aprobado el 22 de julio de 2011 mediante votación por carta para iniciar el proceso de votación por patrocinador. [14] El Grupo de Trabajo 6 se formó en noviembre de 2007 para centrarse en un estándar inalámbrico de bajo consumo y corto alcance que se optimizaría para dispositivos y su funcionamiento en, dentro o alrededor del cuerpo humano (pero no limitado a los humanos) para servir a una variedad de aplicaciones que incluyen medicina, electrónica de consumo y entretenimiento personal.
La reunión inaugural del Grupo de Trabajo 7 se celebró en enero de 2009, donde se le encargó escribir estándares para la comunicación óptica en el espacio libre utilizando luz visible. [15] El estándar 802.15.7-2011 se publicó en septiembre de 2011. En 2015, se lanzó un nuevo grupo de trabajo para revisar el estándar 802.15.7, con varias capas PHY nuevas y rutinas MAC para admitir comunicaciones de cámara óptica (OCC) y Fidelidad de la luz (LiFi). Como el nuevo borrador se volvió demasiado grande, en marzo de 2017, el grupo de trabajo 802.15 decidió continuar con 802.15.7 solo con OCC, que solo se transmite, y crear un nuevo grupo de trabajo 802.15.13 para trabajar en un nuevo estándar para LiFi. lo que obviamente necesitaba una capa MAC significativamente revisada, además de nuevos PHY. La revisión de 802.15.7-2018 se publicó en abril de 2019. En septiembre de 2020, se aprobó un nuevo PAR y un nuevo grupo de trabajo comenzó a trabajar en una primera enmienda P802.15.7a con el objetivo de aumentar la velocidad de datos y un mayor alcance para OCC. .
IEEE P802.15.8 recibió la aprobación de la Junta de Estándares IEEE el 29 de marzo de 2012 para formar un grupo de trabajo destinado a desarrollar un estándar para Peer Aware Communications (PAC) optimizado para comunicaciones peer-to-peer y sin infraestructura con coordinación totalmente distribuida que opera en bandas por debajo de 11. GHz. El estándar propuesto apunta a velocidades de datos superiores a 100 kbit/s con velocidades de datos escalables de hasta 10 Mbit/s. Las características de la propuesta incluyen:
El borrador del estándar está en desarrollo; se puede encontrar más información en la página web IEEE 802.15 Task Group 8.
IEEE P802.15.9 recibió la aprobación de la Junta de Estándares IEEE el 7 de diciembre de 2011 para formar un grupo de trabajo para desarrollar una práctica recomendada para el transporte de datagramas del Protocolo de administración de claves (KMP). La práctica recomendada definirá un marco de mensajes basado en Elementos de Información como método de transporte para datagramas del protocolo de administración de claves (KMP) y pautas para el uso de algunos KMP existentes con IEEE Std 802.15.4. La práctica recomendada no creará un nuevo KMP. [dieciséis]
Si bien IEEE Std 802.15.4 siempre ha admitido la seguridad de los datagramas, no ha proporcionado un mecanismo para establecer las claves utilizadas por esta característica. La falta de soporte de administración de claves en IEEE Std 802.15.4 puede resultar en claves débiles, que es una vía común para atacar el sistema de seguridad. Agregar soporte KMP es fundamental para un marco de seguridad adecuado. Algunos de los KMP existentes que puede abordar son PANA, HIP, IKEv2, IEEE Std 802.1X y 4-Way-Handshake de IETF.
El borrador de la práctica recomendada está en desarrollo; se puede encontrar más información en la página web de IEEE 802.15.
IEEE P802.15.10 recibió la aprobación de la Junta de Estándares IEEE el 23 de agosto de 2013 para formar un grupo de trabajo destinado a desarrollar una práctica recomendada para enrutar paquetes en redes inalámbricas 802.15.4 que cambian dinámicamente (cambios en el orden de un marco de tiempo de un minuto), con un impacto mínimo en Manejo de rutas. El objetivo es ampliar el área de cobertura a medida que aumenta el número de nodos. [17] Las capacidades relacionadas con la ruta que proporcionará la práctica recomendada incluyen las siguientes:
El proyecto de práctica recomendada está en elaboración; Puede encontrar más información en la página web IEEE 802.15.10.
La primera reunión del Grupo de Trabajo 13 se celebró en marzo de 2017, con el objetivo de elaborar un nuevo estándar sobre fidelidad de la luz (LiFi), es decir, comunicaciones móviles mediante el uso de la luz. El objetivo es abordar las aplicaciones industriales, es decir, una conectividad ultrafiable y de baja latencia con una fluctuación insignificante para la IoT de próxima generación. En comparación con 802.15.7, el grupo decidió reescribir el estándar por completo, basándose en las contribuciones nuevas y existentes, para cumplir esos objetivos. El grupo trabajó por primera vez en una PHY de modulación pulsada de baja potencia (PM-PHY) utilizando On-Off-Keying (OOK) con ecualización en el dominio de frecuencia (FDE) y también una PHY de alto ancho de banda (HB-PHY) basada en frecuencia ortogonal. -multiplexación por división (OFDM) adoptada de ITU-T G.9991. El grupo también decidió implementar la movilidad considerando los puntos de acceso en la infraestructura y los usuarios móviles en el área de servicio como entradas y salidas de un enlace distribuido de múltiples entradas y múltiples salidas (D-MIMO). 802.15.13 admite D-MIMO de forma nativa con un diseño minimalista, adecuado para aplicaciones especializadas. Se puede implementar en FPGA de bajo costo y en hardware informático disponible en el mercado. La votación de cartas del Grupo de Trabajo y la votación de IEEE SA se iniciaron en noviembre de 2019 y noviembre de 2020, respectivamente. Se espera su publicación a mediados de 2022.
El Comité Permanente de Próxima Generación Inalámbrica (SCwng) de IEEE P802.15 está creado para facilitar y estimular presentaciones y debates sobre nuevas tecnologías inalámbricas relacionadas que pueden ser objeto de nuevos proyectos de estandarización de 802.15 o para abordar todo el grupo de trabajo de 802.15 con problemas o inquietudes con las técnicas. o tecnologías. [18]