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2008.01.24 ZigBee란.. 1

2008. 1. 24. 16:07

ZigBee란..

2008. 1. 24. 16:07 in 작업장/Zigbee

ZigBee 란...

ZigBee 란 IEEE 802.15.4 기반으로 저전력과 저가격을 목표하는 저속 근거리 개인 무선통신의 국제 표준 스펙이다. ZigBee 는 전력소모가 적고 칩 가격이 저렴하고 통신의 안정성이 높아 최근 가장 급속한 발전을 하고 있는 기술이다.

ZigBee 는 IEEE 802.15.4 표준의 물리 PHY 와 매체접근제어 MAC 계층 위에 그 상위계층으로 네트워크(NWK)계층, 응용지원(APS)계층과 보안(Security) 및 응용(APL)을 규격화하였다. ZigBee 의 물리 PHY 계층은 간단한 구조이며, MAC 계층은 전력소비를 최소화 할 수 있도록 연구되었다. ZigBee 는 원격제어, 원격관리, 원격모니터링에 적합하고 가정자동화, 공장자동화, 산업자동화에 활발하게 적용될 전망이다.

PHY: Physical
MAC: Medium Access Control
APS: Application Service
APL: Application Layer

ZigBee 통신의 가장 중요한 특징이 무엇일까?

배터리 하나로 수년을 견딜 수 있고 시스템 구조가 간결하여 8 비트 마이컴으로 구현이 가능하다. 물론 무선의 장점인 설치비용이 많이 드는 백본이나 인프라가 필요 없어 설치나 관리가 쉽다.
국내의 u-IT839 전략과 더불어 홈 오토메이션과 유비쿼터스 센서네트워크 환경 구축에 중추적 역할을 담당할 신 기술로 전망된다.
ZigBee 는 모든 기능을 가진 팔방미인이 아니라 오직 무선감지와 제어 및 모니터링만을 강조한 무선통신스펙으로 볼 수 있다. ZigBee 는 반경 75m 정도의 근거리에서 27 개의 주파수 중에 하나를 선택하여 저속인 250 Kbps 로 데이터를 전송하며 최대 65,536 개 네트워크를 연결할 수 있다. 기본적인 Star 네트워크 형태나 P2P(Peer-to-Peer)네트워크 형태는 당연히 지원되고, ZigBee 와 유사한 다른 무선 표준들이 지원하지 못하는 Mesh 네트워크 형태를 지원해서 복잡한 네트워크형성도 가능하다. 그리고 ZigBee 표준을 따른 여러 가지 ZigBee 기기를 상호운용 할 수 있는 센서네트워크에 적합한 신기술로 전망된다.

이와 같은 ZigBee 특징들을 나열해보자.

무선통신(Wireless)
근거리 통신(75m)
저속통신(최대 250Kbps)
국제표준기반(ZigBee 연합)
저가격(하나의 가격이 $1 미만)
저전력(배터리 하나로 수년 지속)
ZigBee 는 IEEE 무선표준 중에서 전력소모가 최소
프로토콜 구조가 단순함
쉽게 설치 및 설정
시스템 제작 및 구성비용이 적게듬
안정성 보장
보안성 보장
대량노드를 지원함
많은 네트워크 노드를 수용함
광범위하게 센서네트워크 설치가능
Mesh 네트워크 형태 지원
Mesh 네트워크 형태에서 자기치료기능
최적적용조건: 가끔씩 저속 전송하는 경우
초기 칩 동작에는 30mA 정도의 낮은 전력
주파수는 2.4GHz, 868MHz, 915MHz
IEEE 802.15.4 의 PHY 와 MAC 계층 위에 NWK 와 APS 계층으로 구성
ZigBee 기기는 전기능기기(FFD)와 축소기능기기(RFD)로 나눔
무선 감지와 제어 분야에서 많이 활용될 전망

ZigBee 는 여러 가지 기능을 가진 팔방 미인 격인 Bluetooth 와는 대조적으로 오직 원격 감지, 감시, 제어, 모니터링의 응용에 초점을 맞추고 가격을 최대한 낮추고, 전력소모를 최소화 하는 방향으로 설계되었다. ZigBee 는 저전력을 위한 여러 가지 기술들을 제공하고 있다. 기기를 사용하지 않을 때는 쉽게 휴면 상태에
들어갈 수 있고, 필요한 경우 빠르게 깨어나 네트워크에 연결된다. ZigBee 는 표준화된 규격이어서 자료제공이 원활하며 설계하기 쉽고, 따라서 개발기간도 단축할 수 있고, 개발비용 역시 다른 표준보다 적게 요구되고 네트워크의 형태도 다양할 뿐만 아니라 최대 6 만개 이상을 연결할 수 있다.

ZigBee 네트워크는 Mesh 망이 지원되어 두루 넓게 센서노드를 설치하는 경우에 적합하다. 현재로서는 이 같은 특징을 갖는 유일한 솔루션이다. ZigBee 계층구조는 다음 그림처럼 IEEE 802.15.4 는 물리 계층인 PHY 계층과 데이터의 충돌방지 기술이 적용된 MAC 계층으로 구성된다. 이들 계층 위에 ZigBee 는 네트워크(NWK) 계층과 응용지원(APS)계층을 추가하였다.