[USN 네트워킹 기술 정리 (2/6)] IEEE 802.15.4 기술 개요

ㅇ IEEE 802.15.4 개요
    - 개요
      ㅁ 저속의 통신 대역과 저전력을 목표로 하는 프로토콜
      ㅁ 현재 센서 네트워크에서 가장 많이 사용
      ㅁ ISM 밴드 사용
     
   (참고) Shannon Capacity Formula - Channel Capacity에 대한 계산
  
    - 네트워크 토폴로지
      ㅁ 주요 특징
          - 250 kbps, 100 kbps, 40 kbps, 20 kbps의 전송 속도 지원
          - Star 혹은 Peer-to-peer 지원
          - 16 bit short address, 64 bit extended address
            64 bit 확장 주소는 노드가 만들어질 때 할당
          - 서비스 품질 보장을 위해 Guaranteed Time Slot (GTS)를 할당
          - CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
            ㅁ 일종의 p-Persistent CSMA를 사용
            ㅁ 무선에서는 Collision Detection을 쓸 수가 없다
          - 전송 신뢰성을 위해 Fully Acknowledged Protocol 사용
          - 저전력 소모
          - Energy Detection (ED)
          - Link Quality Indication (LQI)
            ㅁ 수신 시그널의 품질을 지칭
            ㅁ Noise가 Captured Signal보다 크면 버림
            ㅁ Noise와 Captured Signal의 비율이 LQI
          - 2.45 GHz 대역에서 16 채널, 915 MHz 대역에서 10 채널,
            868 MHz 대역에서 1채널 지원
           
      ㅁ 디바이스 클래스: FFD & RFD
          - FFD (Full Function Device):
            ㅁ Star / Peer-to-peer 둘 모두 토폴로지 가능
            ㅁ 네트워크 코디네이터 역할 수행 가능
            ㅁ 영역 내의 어떤 노드와도 통신 가능
          - RFD (Reduced Function Device):
            ㅁ Star 토폴로지만 가능
            ㅁ 네트워크 코디네이터가 될 수 없음
            ㅁ 네트워크 코디네이터와만 통신 가능

      ㅁ IEEE 802.15.4의 토폴로지
          - Star 토폴로지
            ㅁ 네트워크 내의 PAN Coordinator, 즉 중앙 제어 노드가 노드간 연결 제공
          - Peer-to-peer 토폴로지
            ㅁ PAN Coordinator가 있고,
               모든 노드가 통신 영역 내에 있을 경우 다른 노드와 연결 가능
          - Cluster Tree 토폴로지
            ㅁ 여러 PAN이 Tree 형태로 묶이는 토폴로지
            ㅁ 멀티홉 라우팅을 수행하면 저전력이 가능하고 노드의 가격을 낮츨 수 있음