Кіріспе

IEEE 802.15 – сымсыз жеке аумақтық желілерге арналған IEEE стандарттарының жиынтығы. IEEE 802.15 – сымсыз арнайы желілер (WSN) стандарттарын анықтайтын Электр және электроника инженерлері институтының (IEEE) IEEE 802 стандарттар комитетінің жұмыс тобы. Бұл жұмыс тобы бұрын «Сымсыз жеке аумақтық желілер» жұмыс тобы деп белгілі болған. IEEE 802.15-тегі жұмыс топтарының саны қолданыстағы жобалардың санына қарай өзгеріп отырады. Ағымдағы қолданыстағы жобалардың тізімін IEEE 802.15 веб-сайтында табуға болады.

IEEE 802.15.1: WPAN / Bluetooth

Бірінші топ Bluetooth технологиясына негізделген. Ол тұрақты, тасымалданатын және жылжымалы құрылғылардың жеке пайдалану кеңістігінде немесе оған кіретін жағдайда сымсыз байланыс үшін физикалық қабатты (PHY) және ортаға қол жеткізуді басқаруды (MAC) анықтайтын сипаттаманы белгілейді. Стандарттар 2002 және 2005 жылдары жарияланды.

IEEE 802.15.2: Бірге өмір сүру

Екінші жұмыс тобы сымсыз жеке желілердің (WPAN) басқа сымсыз құрылғылармен, мысалы сымсыз жергілікті желілер (WLAN) сияқты лицензияланбаған жиілік жолақтарында өзара әрекеттесуін қарастырады. IEEE 802.15.2 2003 стандарты 2003 жылы жарияланды, содан кейін екінші жұмыс тобы белсенсіз күйге көшті.

IEEE 802.15.3-2003 стандарттары

IEEE 802.15.3 2003 жоғары жылдамдықты (11-55 Мбит/с) WPAN желілері үшін MAC және PHY стандарты болып табылады. Стандартты IEEE 802 еріктілері қаржыландыратын IEEE Get бағдарламасы арқылы жүктеуге болады.

IEEE 802.15.3a

IEEE P802.15.3a – бейнелеу және мультимедия саласында қолданылатын қосымшалар үшін IEEE 802.15.3 стандартын жоғары жылдамдықты ультра кең жолақты PHY арқылы жақсартуға жасалған әрекет болды. Топ мүшелері екі технологиялық ұсыныс – көп жолақты ортогональді жиіліктік бөлу мультиплексі (MB OFDM) және тікелей тізбекті UWB (DS UWB) арасындағы келісімге келе алмады, олар екі әртүрлі өнеркәсіптік одақтармен қолдауға ие болды және 2006 жылдың қаңтарында жоба тоқтатылды. IEEE 802.15.3a стандартын әзірлеуге қатысты құжаттар IEEE құжат серверінде сақталады.

IEEE 802.15.3d-2017 стандарттары бойынша

IEEE Std 802.15.3d 2017 осы түзетуде 252 ГГц және 325 ГГц аралығындағы төменгі THz жиілік диапазонында коммутациялық нүктеден нүктеге байланыстар үшін баламалы физикалық қабатты (PHY) анықтайды. 2,16 ГГц-тан 69,12 ГГц-қа дейінгі сегіз әртүрлі жолақты пайдалана отырып, 100 Гбит/с-қа дейін деректерді тарату жылдамдығын қамтамасыз ететін екі PHY режимі анықталған.

IEEE 802.15.3e-2017 стандарттары

IEEE Std 802.15.3e 2017 стандартында балама физикалық қабат (PHY) және осы түзетуде өзгертілген ортаға қол жеткізуді басқару (MAC) қабаты анықталған. 60 ГГц жиілік диапазонын пайдалана отырып, 100 Гбит/с-қа дейін деректерді тарату жылдамдығын қамтамасыз ететін екі PHY режимі белгіленген. Максималды мүмкін байланыс жылдамдықтарын арттыру үшін MIMO және агрегация әдістері анықталды. Екі құрылғы арасындағы тікелей (P2P) топологиясында қолданылған кезде ортаға қол жеткізуді басқарудың (MAC) тиімділігін арттыру мақсатында пакеттік растау (stack acknowledgment) әдісі енгізілді.

IEEE 802.15.3f-2017 стандарттары

IEEE Std 802.15.3f 2017 миллиметрлік толқынды PHY-дың радиожиілік каналдауын 71 ГГц дейінгі спектрді пайдалануға мүмкіндік беру үшін кеңейтеді. 802.15.3f бірнеше реттеуші аймақтар лицензияланбаған 60 ГГц жиілік жолақтарын 71 ГГц-қа дейін кеңейткендіктен бастама көтерілді.

IEEE 802.15.4: Төмен жылдамдықты WPAN

IEEE 802.15.4 2003 (Төмен жылдамдықты WPAN) төмен деректер жылдамдығымен, бірақ өте ұзақ батарея өмірімен (айлар немесе тіпті жылдармен) және өте төмен күрделілікпен айналысады. Стандарт OSI моделінің физикалық (Layer 1) және деректер байланысы (Layer 2) қабаттарын анықтайды. 802.15.4 стандартының алғашқы нұсқасы 2003 жылдың мамырында жарияланды. IEEE 802.15.5, Zigbee, Thread, 6LoWPAN, WirelessHART және ISA100.11a сияқты бірнеше стандартталған және жекеменшік желілік (немесе торлы) қабат протоколдары 802.15.4 негізіндегі желілерде жұмыс істейді.

WPAN Төмен ставкалы балама PHY (4a)

IEEE 802.15.4a (ресми атауы IEEE 802.15.4a 2007) – IEEE 802.15.4 стандартына енгізілген түзету, ол бастапқы стандартқа қосымша физикалық қабаттарды (PHY) анықтайды. Басты мақсат – жоғары дәлдікті қашықтық өлшеу және орналасу қабілетін (1 метрлік немесе одан да жақсы дәлдік), жалпы өткізу қабілетін арттыру, деректерді тарату жылдамдығын өзгертуге мүмкіндік беру, байланыс қашықтығын ұзарту, сондай-ақ энергия тұтыну мен құныны төмендету болды. Таңдалған негізгі технологиялар – лицензияланбаған UWB спектрінде жұмыс істейтін UWB импульстік радиосы және лицензияланбаған 2,4 ГГц спектрінде жұмыс істейтін Chirp Spread Spectrum технологиялары. Ұсынылған UWB импульстік радиосы үздіксіз импульстік UWB технологиясына (C UWB қараңыз) негізделген және байланыс пен жоғары дәлдіктегі қашықтық өлшеуді қамтамасыз ете алады.

Қайта қарау және жетілдіру (4б)

IEEE 802.15.4b 2006 жылдың маусым айында бекітіліп, 2006 жылдың қыркүйек айында IEEE 802.15.4 2006 ретінде жарияланды. IEEE 802.15 4b жұмыс тобы IEEE 802.15.4 2003 стандартына қатысты нақты жақсартулар мен түсіндірмелерді жасау мақсатында құрылды, оларға түсініксіздіктерді жою, артық күрделілікті азайту, қауіпсіздік кілттерін қолданудағы икемділікті ұлғайту, жаңадан қолжетімді жиіліктерді ескеру және тағы да басқалар кірді.

Қытайға қатысты PHY түзетуі (4c)

IEEE 802.15.4c 2008 жылы мақұлданды және 2009 жылдың қаңтар айында жарияланды. Бұл Қытайда сымсыз жеке аумақтық желілерді (PAN) пайдалану үшін 314–316 МГц, 430–434 МГц және 779–787 МГц жиіліктерін ашқан қытайлық реттеуші өзгерістерге байланысты жаңа радиожиіліктік (RF) спектр талаптарын қосатын PHY толықтыруын анықтайды.

Жапония үшін PHY және MAC түзетуі (4d)

IEEE 802.15 Топшасы 4d, 802.15.4 2006 стандартына өзгеріс енгізу мақсатымен құрылды. Бұл өзгеріс Жапонияда жаңа жиілік бөлуді (950 МГц – 956 МГц) қолдау және осы жиілік диапазонында пассивті тег жүйелерімен қатар жұмыс істеу үшін қажетті жаңа PHY және MAC өзгерістерін анықтайды.

Өнеркәсіптік қолдану үшін MAC түзетуі (4e)

IEEE 802.15 Топ 4e қолданыстағы 802.15.4 2006 стандартына MAC толықтыруын анықтау үшін құрылған. Осы толықтырудың мақсаты – 802.15.4 2006 MAC-қа функционалдық мүмкіндіктерді жақсарту және қосу, а) өнеркәсіптік нарықтарды жақсы қолдау және б) Қытай WPAN ішінде ұсынылып жатқан өзгерістермен үйлесімділікті қамтамасыз ету. ISA100.11a стандартына сәйкес келетін каналдарды ауыстыру және өзгермелі уақыт ұясы опциясы үшін нақты жақсартулар енгізілді. Бұл өзгерістер 2011 жылы бекітілді.

Активті RFID үшін PHY және MAC түзетулері (4f)

IEEE 802.15.4f белсенді RFID жүйесінің жұмыс тобы жаңа сымсыз физикалық (PHY) қабат(тар)ын және белсенді RFID жүйесінің екі жақты байланыс және орналасуын анықтау қолданбаларын қолдау үшін қажетті 802.15.4 2006 стандартының MAC қабатына енгізілетін өзгерістерді анықтау үшін құрылған.

Ақылды коммуналдық желілер үшін PHY түзетуі (4g)

IEEE 802.15.4g Smart Utility Networks (SUN) жұмыс тобы 802.15.4 стандартына PHY түзетуін жасау мақсатымен құрылды, бұл пайдалы ақылды желі сияқты, өте кең ауқымды процестерді басқаруға арналған стандартты қамтамасыз етуге, минималды инфрақұрылыммен, миллиондаған бекітілген түйіндері бар, географиялық жағынан әртүрлі желілерді қолдауға мүмкіндік береді. 2012 жылы олар 802.15.4g радио стандартын жариялады. Телекоммуникация индустриясы қауымдастығының TR 51 комитеті осыған ұқсас қолданбалар үшін стандарттарды әзірлейді.

Өңделген ультра кең жолақты (UWB) физикалық қабаттар (PHY) және байланысты қашықтық техникасы (4z)

2020 жылы бекітілген, UWB PHY-ға енгізілген түзетулер (мысалы, кодтау опцияларымен) қатысушы құрылғылар арасындағы арақашықтық өлшеуге қатысты ақпарат алмасуды және дәлдікті арттыруға бағытталған.

IEEE 802.15.5: Желілік желілер

IEEE 802.15.5 WPAN құрылғыларының өзара сәйкес келетін, тұрақты және кеңейтілген сымсыз тор желілерін құруға мүмкіндік беретін архитектуралық құрылымды ұсынады. Бұл стандарт екі бөліктен тұрады: төмен жылдамдықты WPAN тор желісі және жоғары жылдамдықты WPAN тор желісі. Төмен жылдамдықты тор IEEE 802.15.4 2006 MAC негізінде салынған, ал жоғары жылдамдықты тор IEEE 802.15.3/3b MAC-ті пайдаланады. Екі тордың да ортақ мүмкіндіктері желіні бастау, адрестеу және көп секірмелі біржолғы таратуды қамтиды. Сонымен қатар, төмен жылдамдықты тор көптеген нұсқауларды таратуды, сенімді хабар таратуды, жылдамдыруды қолдауды, маршрутты іздеуді және энергияны үнемдеу функциясын қолдайды, ал жоғары жылдамдықты тор көп секірмелі уақыт бойынша кепілдік берілген қызметті қолдайды. IEEE 802.15.1 желілері үшін тор желілері IEEE 802.15.5 стандартының шеңберінен тыс және Bluetooth тор жұмыс тобында жүзеге асырылады.

IEEE 802.15.6: Дене аумағы желілері

2011 жылдың желтоқсанында IEEE 802.15.6 жұмыс тобы дене аймағы желісі (BAN) технологиялары стандартының жобасын бекітті. Жоба 2011 жылдың 22 шілдесіндегі хат арқылы жүргізілген дауыс беру нәтижесінде спонсорлық дауыс беру процесін бастау үшін мақұлданды. 6-шы жұмыс тобы 2007 жылдың қараша айында медициналық, тұтыну электроникасы және жеке ойын-сауық салаларындағы әртүрлі қолданыстар үшін, адам денесінде, ішінде немесе оның маңында (бірақ тек адамдармен ғана шектелмейтін) жұмыс істеуге оңтайландырылған, төмен қуатты және қысқа қашықтықты сымсыз стандартты әзірлеу мақсатымен құрылды.

IEEE 802.15.7: Көрінетін жарық байланысы

7-ші жұмыс тобының тұңғыш отырысы 2009 жылдың қаңтар айында өтті, онда оған көрінетін жарықты қолдана отырып, ашық кеңістікте оптикалық байланыс стандарттарын әзірлеу міндеті жүктелді. 802.15.7 2011 стандарты 2011 жылдың қыркүйегінде жарияланды. 2015 жылы 802.15.7 стандартын жаңарту үшін жаңа жұмыс тобы құрылды, ол оптикалық камералық байланысты (OCC) және жарық адалдығын (LiFi) қолдау үшін бірнеше жаңа PHY қабаттары мен MAC процедураларын қамтыды. Жаңа нұсқа тым көлемді болғандықтан, 2017 жылдың наурыз айында 802.15 жұмыс тобы 802.15.7 стандартын тек OCC-мен жалғастыруға және LiFi үшін жаңа стандартты әзірлеу үшін 802.15.13 жаңа жұмыс тобын құруға шешім қабылдады. LiFi үшін жаңа стандартқа жаңа PHY қабаттарынан өзге, MAC қабатын күрт қайта қарау қажет болды. 802.15.7 2018 стандартының жаңартылған нұсқасы 2019 жылдың сәуірінде жарияланды. 2020 жылдың қыркүйегінде жаңа PAR бекітілді және жаңа жұмыс тобы OCC үшін деректерді тарату жылдамдығын және қашықтығын арттыруға бағытталған P802.15.7a бірінші түзету бойынша жұмыс істей бастады.

IEEE P802.15.9: Кілттерді басқару протоколы

IEEE P802.15.9 2011 жылғы 7 желтоқсанда IEEE Стандарттар Кеңесінің мақұлдауымен кілтті басқару протоколы (KMP) дерекграммаларын тасымалдау үшін ұсынылатын тәжірибе әзірлеуге жұмыс тобы құрылды. Ұсынылатын тәжірибе кілтті басқару протоколы (KMP) дерекграммаларын тасымалдау әдісі ретінде ақпараттық элементтерге негізделген хабарламалар құрылымын және IEEE Std 802.15.4 стандартымен қолданыстағы кейбір KMP-лерді пайдалану бойынша нұсқауларды анықтайды. Ұсынылатын тәжірибе жаңа KMP құрмайды. IEEE Std 802.15.4 әрқашан дерекграмма қауіпсіздігін қолдағанмен, бұл мүмкіндікті пайдалану үшін кілттерді орнату механизмін ұсынбады. IEEE Std 802.15.4 стандартында кілтті басқаруды қолдаудың болмауы нашар кілттерге алып келуі мүмкін, бұл қауіпсіздік жүйесіне шабуыл жасаудың кең таралған жолы. Қауіпсіздік құру үшін KMP қолдауын қосу маңызды. Ол IETF-тің PANA, HIP, IKEv2, IEEE Std 802.1X және 4 Way Handshake сияқты қолданыстағы KMP-лерді қарастыруы мүмкін. Ұсынылатын тәжірибенің жобасы әзірленуде, толық ақпаратты IEEE 802.15 веб-бетінен табуға болады.

IEEE 802.15.13: Көп гигабит/с оптикалық сымсыз байланыс

13-ші жұмыс тобының бірінші отырысы 2017 жылдың наурызында жарық сенімділігі (LiFi) бойынша жаңа стандарт әзірлеу мақсатымен өтті, яғни жарықты пайдалана отырып ұялы байланыс құру. Мақсаты – өнеркәсіптік қолданыстарды, атап айтқанда, келесі буын IoT үшін жоғары сенімділікке және минималды кешігуге ие байланысты қамтамасыз ету. 802.15.7 стандартымен салыстырғанда, топ осы мақсаттарға қол жеткізу үшін қолданыстағы және жаңа материалдар негізінде стандартты толығымен қайта жазуға шешім қабылдады. Топ бастапқыда жиілік доменін теңестіру (FDE) технологиясын қолдана отырып, төмен қуатты импульстік модуляциялық PHY (PM PHY) және ITU T G.9991 стандартынан алынған ортогональді жиілік бөлу мультиплексі (OFDM) негізіндегі жоғары өткізгіштік PHY (HB PHY) бойынша жұмыс істеді. Сондай-ақ, топ инфрақұрылымдағы қолжетімділік нүктелерін және қызмет аймағындағы мобильді пайдаланушыларды үлестірілген көп кіріс-көп шығыс (D MIMO) байланысының кіріс және шығыс тізбектері ретінде қарастыра отырып, мобильділікті іске асыруға бейімделді. 802.15.13 D MIMO-ны минималистік дизайнмен табиғи түрде қолдайды, бұл арнайы қолданыстарға ыңғайлы. Оны төмен құнмен FPGA-да және тікелей компьютерлік жабдықта іске асыруға болады. Жұмыс тобының хат арқылы дауыс беруі 2019 жылдың қарашасында, ал IEEE SA дауыс беруі 2020 жылдың қарашасында басталды. Жарияланым 2022 жылдың ортасында күтілуде.

Қылмыстық-атқару жүйесі жөніндегі тұрақты комитет

IEEE P802.15 Wireless Next Generation Standing Committee (SCwng) жаңа сымсыз технологиялар бойынша презентациялар мен талқылауларды жеңілдету және ынталандыру, сондай-ақ жаңа 802.15 стандарттау жобаларының тақырыбы болуы мүмкін мәселелерді қарастыру немесе 802.15 жұмыс тобының техникалық және технологиялық мәселелерін шешу үшін құрылған.