Exposition chronique à la dieldrine: conséquences sur le métabolisme

O protocolo ZigBee utiliza a camada MAC e a camada Física do standard 802.15.4. Para além deste tronco comum, a ZigBee Alliance desenvolveu o ZigBee Device Object (ZDO), uma subcamada de suporte aplicacional, a camada de rede e a gestão de segurança.

A arquitetura do protocolo Zig Bee é assim dividida em três secções, conforme descrito pela figura 18:

 IEEE 802.15.4 que consiste na camada MAC e Física;

 Camadas ZigBee que compreendem a camada de rede, a ZDO, a subcamada aplicacional e a gestão de segurança;

36 _{O endereçamento de um nó na rede é feito com recurso a endereços de 16 bits (atribuição feita pelo Coordenador sempre}

que um nó é adicionado à rede). Contudo, cada dispositivo tem um endereço IEEE único de 64 bits. Os endereços de 16 bits ao serem mais curtos implicam um menor consumo energético, pois as frames para comunicação são mais pequenos. Desta forma, corre-se o risco de haver dispositivos diferentes em redes vizinhas com o mesmo endereço.

Página 65   Produção de aplicações, que permite aos fabricantes de dispositivos ZigBee desenvolver as suas

próprias aplicações.

Figura 16 – Arquitetura do Protocolo ZigBee (Organization, 2008)

A tabela 13 apresenta as larguras de banda destinadas a comunicações com recurso a ZigBee, as velocidades de transferência de dados e os canais usados para o efeito.

Tabela 12 – Bandas de Frequências operadas na camada física

Banda de Frequências  Países  Débito  Nº dos Canais 

868.3 MHz  Europa  20 Kbps  0 

902 – 928 MHz  EUA  40 Kbps  1 – 10 

Página 66  O protocolo ZigBee tem as camadas seguintes:

 Camada Física: É responsável pela modelação dos sinais enviados e pela desmodulação dos sinais recebidos;

 Media Access Control (MAC): tem como função a gestão do acesso à rede através de CSMA/CA e a transmissão das frames responsáveis pela sincronização, de forma a garantir comunicações fiáveis;

 Camada de Rede: Encontra-se entre a MAC e a Subcamada de Suporte Aplicacional e tem responsabilidade sobre a gestão de nós que são adicionados e retirados da rede, roteamento da comunicação e inicialização da rede;

 Subcamada de Suporte Aplicacional (APS): Disponibiliza os serviços necessários para que os nós e os ZDO interajam com a camada de rede. Alguns dos serviços disponibilizados para a transferência de dados são “request”, “confirm” e “response”:

o Application Object (endpoint): Um objeto aplicacional define os inputs e os outputs da APS. A título ilustrativo, podemos considerar que num sistema de iluminação o interruptor é o “input” e o estado da lâmpada é o “output”.

o ZDO: Responsável pela gestão de “endpoints”. Das funcionalidades que lhe são inerentes destacam-se a catalogação (Coordenador, Router ou End Device) do tipo de dispositivo numa rede, a inicialização da APS e da camada de rede, inicialização do coordenador para estabelecer a rede, a gestão de segurança e da própria rede.

o End Node: Cada End Device pode ter vários endpoits. Cada um dos endpoits tem um perfil aplicacional e pode ser usado para controlar vários dispositivos. Cada endpoint define as funções de comunicação com um determinado dispositivo (um comando remoto, por exemplo);

o ZigBee Addressing Mode: O endereçamento em ZigBee pode ser feito de forma direta, em grupo ou com recurso a broadcast. Quando há endereçamento direto, dois dispositivos comunicam apenas entre si. Quando há endereçamento de grupo, parte-se do pressuposto que a aplicação tem definidos grupos de dispositivos, a reação a um comando faz-se notar em vários dispositivos. No caso de endereçamento com recurso a broadcast, é enviada informação a todos os nós para que assumam o mesmo comportamento.

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3.2.5 ZigBee Vs ZigBee PRO

A especificação de ZigBee, tal como descrito na tabela 14, define duas especificações particulares: A ZigBee e a ZigBee PRO. A ZigBee PRO distingue-se da especificação inicial pelos melhoramentos que contempla. Entre eles destaca-se a segurança, a topologia mesh e a capacidade de autorregeneração da rede. Estes aspetos fazem com que seja particularmente indicada para ambientes críticos. Para além destas características a especificação ZigBee PRO destaca-se pelas seguintes características:

 Endereçamento: Qualquer dispositivo que se junte à rede assume um endereço que lhe é atribuído com recurso a um método estocástico37. No que respeita à resolução de conflitos de endereçamento, estes são geridos na camada MAC;

 Gestão de conectividade: Fruto da topologia mesh que implementa, cada nó é capaz de avaliar a qualidade de comunicação dos nós vizinhos e selecionar o melhor para enviar os pacotes de comunicação:

 Agilidade da Frequência: Mesmo depois de selecionar a melhor frequência no arranque da rede os nós têm a capacidade de reportar a anomalias na frequência ao dispositivo que gere a rede. Quando há vários nós a reportar problemas com a frequência corrente, o equipamento gestor da rede informa os nós da alteração do canal e procede à alteração do canal em uso;

 Endereçamento por Grupos: Capacidade de um pacote ser endereçado para mais do que um dispositivo;

 Commissioning: Ferramentas usadas para instalar dispositivos ZigBee;

 Compatibilidade: Permite a adição de qualquer dispositivo à rede desde que não comprometa a definições de segurança em uso;

 Ligação Assimétrica: Por norma a qualidade de ligação não é a mesma, no que respeita a receção e envio de comunicação. Isto pode acontecer porque os equipamentos não têm todos a mesma sensibilidade e potência de sinal;

37 _{Cada dispositivo recebe um endereço aleatório. Ao recorrer a endereçamento estocástico, elimina-se a necessidade do nó}

Página 68   Fragmentação: Permite a fragmentação dos pacotes de maior dimensão em pacotes mais

pequenos, com o intuído de agilizar a comunicação na rede. O recetor tem a capacidade de voltar a juntar os pacotes que tinham sido previamente fragmentados;

 Consumo energético: Na especificação ZigBee PRO apenas os end devices são alimentados por baterias. Os restantes equipamentos são alimentados pela tensão elétrica. No sentido de poupar energia, os end devices, são capazes de hibernar. Quando estão neste estado não recebem comunicação mas, assim que “acordam” contactam o gestor da rede para receberem os updates que possam ser necessários;

 Routing: Permite dois tipos de roteamento: multicast e muitos-para-um. Este último é usado em redes que tenham concentradores;

 Segurança: Permite o recurso a:

o Segurança standard: É permitido aos dispositivos o uso da chave de rede (network key) e da chave de conectividade (link key). Nesta realidade, a chave de rede é uma chave standard e todos os dispositivos partilham a mesma chave. Os dispositivos não necessitam de autenticação para se juntarem à rede, uma vez que o trust center38, a chave mestra e o SKKE são opcionais. Com segurança standard o trust center limita-se a transportar a chave de rede.

o Alta Segurança: Permite o uso de três chaves: a chave de rede, de link e as chaves mestras. Tanto o trust center como o SKKE39 são obrigatórios. O trust center através da chave de transporte envia a chave de ligação e de rede aos dispositivos. Os dispositivos da rede são forçados a autenticarem-se.

 Trust Center: É obrigatório. Pode ser um router, um coordenador, um concentrador ou, em alternativa, um equipamento específico.

38 _{Responsável por alojar a chaves de rede e por autorizar a adição de dispositivos a rede por intermédio do uso da chave de}

segurança

Página 69  Tabela 13 – Comparação as funcionalidades das várias especificações ZigBee.

Funcionalidades  ZigBee 2006  ZigBee  ZigBee 

PRO