Las redes Zigbee son utilizadas principalmente en aplicaciones de comunicación de baja potencia y corto alcance. Estas redes siguen el estándar IEEE 802.15.4 y son populares en aplicaciones de automatización del hogar, control industrial y sensores inalámbricos. Una de las características clave de las redes Zigbee es su capacidad para dirigir mensajes de manera eficiente en una red con muchos nodos. El direccionamiento en una red Zigbee se puede entender mejor al desglosar cómo se dirigen los mensajes y cómo se organizan los dispositivos en la red.
- Estructura de la Red Zigbee
Las redes Zigbee pueden adoptar tres tipos principales de topologías: estrella, árbol y malla.
1. Topología en estrella: Un coordinador central se comunica directamente con todos los dispositivos. Este tipo es sencillo pero tiene limitaciones en cuanto a la expansión de la red.
2. Topología en árbol: Tiene un coordinador central, routers y dispositivos finales. Los routers pueden comunicar mensajes entre los nodos, permitiendo una red más grande y estructurada jerárquicamente.
3. Topología en malla: Todos los nodos pueden comunicarse directamente entre sí o a través de otros nodos. Esto proporciona una red muy robusta que puede adaptarse a cambios y fallas en los nodos.
- Tipos de Dispositivos en una Red Zigbee
1. Coordinador Zigbee (ZC): Este es el nodo principal que inicia la red, asigna direcciones y mantiene la información sobre la red.
2. Router Zigbee (ZR): Ayuda a extender la cobertura de la red y puede direccionar mensajes entre diferentes nodos.
3. Dispositivo Final Zigbee (ZED): Utiliza la red principalmente para transmitir y recibir datos, y no participa en el enrutamiento de mensajes.
- Direccionamiento en Zigbee
El direccionamiento en una red Zigbee implica asignar identificadores únicos a cada dispositivo para asegurar que los mensajes llegan al destino correcto. Hay dos tipos de direcciones en Zigbee: direcciones de 16 bits y direcciones extendidas de 64 bits.
1. Direcciones de 64 bits: También conocidas como direcciones MAC (Media Access Control), son globalmente únicas y asignadas a los dispositivos por el fabricante. Estas se usan durante la asociación inicial del dispositivo a la red.
2. Direcciones de 16 bits: Estas son asignadas por el coordinador cuando un dispositivo se une a la red. Son direcciones de red cortas y pueden cambiar si el dispositivo se desconecta y vuelve a conectar.
- Enrutamiento y Estructura de Árbol
El algoritmo de enrutamiento en Zigbee a menudo utiliza una estructura de árbol. Cada dispositivo mantiene una tabla de ruta que le permite enviar mensajes a otros dispositivos a través de los routers Zigbee. Los mensajes pueden seguir rutas definidas a partir de las tablas de enrutamiento o encontrar rutas dinámicamente según sea necesario.
- Ejemplos Prácticos
1. Automatización del Hogar: En una casa inteligente, un sensor de movimiento (ZED) puede enviar una señal al coordinador (ZC) para encender las luces a través de varios routers (ZR) si la casa es grande.
2. Control Industrial: Un sensor de temperatura en una planta (ZED) puede transmitir datos críticos a una unidad central (ZC) a través de routers (ZR) que están dispersos para asegurar la fiabilidad de la red.
- Fuentes
1. IEEE 802.15.4 Standard: Documentación del estándar que define las especificaciones de capas físicas y de control de acceso al medio.
2. Zigbee Alliance: Organización que mantiene y desarrolla el estándar Zigbee.
3. “Wireless Communications: Principles and Practice” por Theodore S. Rappaport: Un libro que proporciona una visión general técnica de múltiples tecnologías de comunicaciones inalámbricas, incluyendo Zigbee.
Estas fuentes proporcionan una base sólida y confiable para entender el funcionamiento del direccionamiento en las redes Zigbee.
