Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
Fortsetzung des Artikels von Teil 4
Grundlagen, Technik und Anwendungen aktueller Wireless-Standards
In Netzwerken mit Baumstruktur bewegen Router die Daten und Kontrollnachrichten durch das Netzwerk. ZigBee verwendet in seinem Protokoll CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access mit Collision Avoidance). Dadurch und durch ein ausgeklügeltes Power-Management mit kurzen Aktivierungszeiten ergeben sich eine geringe Stromaufnahme und eine lange Batterielebensdauer; Wartezeiten für Polling entfallen.
Aus diesen Eigenschaften können direkt Anwendungen abgeleitet werden, für die ZigBee im Automobil geeignet ist. Grundsätzlich wird die Anzahl der Sensoren im Automobil immer weiter zunehmen. Um die anfallenden Daten auswerten zu können, ist eine Anbindung der Sensoren an eine Zentraleinheit über eine Netzwerkarchitektur notwendig. Besonders effiziente Lösungen ergeben sich durch eine drahtlose Vernetzung, für die Zig-Bee geeignet ist.
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Darüber hinaus gibt es auch Ansätze, ZigBee für die Kommunikation des Fahrzeugs mit der Infrastruktur am Straßenrand einzusetzen, wobei hierbei nur kurze Nachrichten ausgetauscht werden sollen. Entsprechende Untersuchungen wurden hierzu im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts EMMA durchgeführt [3]. Projektinformationen können aus dem Netz heruntergeladen werden (www.emmaproject.eu).
UWB: störungsresistent, also ideal für das Kfz
Ursprünglich hatte sich eine Reihe von Firmen in einer Arbeitsgruppe zusammengeschlossen, um für UWB, ähnlich wie für ZigBee- oder für WLAN-Systeme, eine IEEE-Empfehlung zu entwickeln. Obwohl von den vielen eingereichten Vorschlägen zur Realisierung der UWB-Technik nur noch zwei übriggeblieben waren, einer für eine Multiband-OFDM-Technik und ein anderer für ein Direct-Sequence-Verfahren, kam es zu keiner Einigung, so dass sich die Arbeitsgruppe Anfang 2006 selbst auflöste.
Unabhängig vom IEEE setzten beide Firmengruppen ihre Aktivitäten jedoch fort und versuchten, jeweils ihr Verfahren als Quasi-Industriestandard zu etablieren. Die Befürworter der OFDM-Technik, zu denen Intel, Nokia, Philips und viele andere große Firmen gehören, haben sich zur WiMedia-Allianz (www.wimedia.org) zusammengeschlossen. Zusammen mit dem „USB Implementer Forum“ (www.usb-if.org) achtet diese darauf, dass die Interoperabilität zwischen den Systemkomponenten sichergestellt ist, auch wenn unterschiedliche Protokolle wie IEEE 1394, USB, und „Universal Plug and Play (UPnP)“ zum Einsatz kommen. Die offizielle WiMedia Web-Seite ist eine hervorragende Quelle für aktuelle Informationen über Produkte, Standardisierungsaktivitäten und fortlaufende Entwicklungen. Um die andere Gruppe, die sich zum UWB-Forum zusammengeschlossen hat, ist es inzwischen sehr ruhig geworden.
Die UWB-Technik wurde von der WiMedia-Allianz auf dem Physicalund dem MAC-Layer standardisiert [4, 5, 6], die entsprechenden Empfehlungen ECMA68 und ECMA69 können über die Homepage der WiMedia-Allianz heruntergeladen werden. Bild 6 zeigt den Aufbau des Protokoll-Stacks gemäß der WiMedia-Spezifikation, der die Entwicklung von verschiedenen Protokollen von drahtlosen Systemen auf einer gemeinsamen HFPlattform ermöglicht. Insbesondere wurden verschiedene Konvergenz-Layer spezifiziert, die die problemlose Anbindung solcher Protokolle wie Bluetooth, Certified Wireless USB oder WiNET IP ermöglichen sollen. Diese Konvergenz-Layer sind in Bild 6 mit PAL (Protocol Adaptation Layer) bezeichnet; durch diese können sehr einfach unterschiedlichste Anwendungen angebunden werden. Darüber hinaus wurde WiMedia UWB von der „Bluetooth Special Interest Group“ als Basis für die nächste Generation des Bluetooth-Standards, Version 3.0, ausgewählt, um über drahtlose Verbindungen sehr hohe Datenraten für Consumer-Produkte zu ermöglichen. Die WiMedia-WLP- und -WXP-Spezifikationen (WiMedia Link Layer Control Protocol und WiMedia eXtended Platform) definieren eine Schnittstelle, die TCP/IP-Dienste an den UWB-Funkteil anbindet. Hierbei dient WLP als Schnittstelle zwischen den höheren Protokollschichten auf Netzwerkebene und dem WiMedia-MAC-Protokoll. Der Protokollaufbau ermöglicht es sehr einfach, sichere und robuste Ad-hoc-Netzwerke mit Verschlüsselung zu realisieren.
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- Die Zukunft: Netze mit hohen Datenraten
