Come funziona l'indirizzamento in una rete Zigbee?

L’indirizzamento in una rete Zigbee è un elemento cruciale per il funzionamento della rete stessa, permettendo ai vari dispositivi di comunicare efficacemente tra loro. Zigbee è un protocollo di comunicazione basato sullo standard IEEE 802.15.4, progettato per reti wireless a basso consumo energetico e bassa larghezza di banda, tipicamente utilizzato in applicazioni come domotica, automazione industriale e sistemi di monitoraggio.

In una rete Zigbee, ci sono tre tipi di dispositivi: il coordinatore, i router e i dispositivi finali. Il coordinatore è l’elemento centrale della rete, gestisce la formazione della rete stessa e assegna gli indirizzi ai dispositivi che si uniscono. I router aiutano a estendere la copertura della rete facilitando la trasmissione dei dati. I dispositivi finali sono generalmente dispositivi a basso consumo che comunicano con il coordinatore o i router ma non trasmettono dati ad altri dispositivi.

Indirizzamento nella rete Zigbee

Indirizzo MAC a 64 bit:
Ogni dispositivo Zigbee ha un indirizzo MAC (Media Access Control) a 64 bit unico, che è assegnato dal produttore. Questo indirizzo serve come identificatore globale e unico per ogni dispositivo e viene utilizzato nella fase di associazione iniziale con la rete.

Indirizzo di rete a 16 bit:
Quando un dispositivo si unisce alla rete Zigbee, il coordinatore gli assegna un indirizzo di rete a 16 bit che è unico all’interno della specifica rete. Questo indirizzo a 16 bit è utilizzato per la maggior parte delle comunicazioni all’interno della rete per ridurre l’overhead di indirizzamento rispetto all’utilizzo degli indirizzi MAC a 64 bit.

Per esempio, un termostato potrebbe avere un indirizzo MAC a 64 bit “00:0d:6f:00:00:51:3b:b7”. Quando si unisce alla rete, potrebbe ricevere un indirizzo a 16 bit come “0×1234”. Tutte le comunicazioni a livello di rete useranno questo indirizzo più corto per scambiarsi dati, risparmiando banda.

Tabelle di Routing e Indirizzamento Gerarchico:
Zigbee utilizza un sistema di indirizzamento gerarchico e tabelle di routing per gestire la trasmissione dei pacchetti dati. I router mantengono tabelle che mappano gli indirizzi a 16 bit dei dispositivi ai percorsi specifici necessari per raggiungerli. Questo permette a Zigbee di supportare reti di grandi dimensioni con centinaia di nodi.

Esempi

1. Domotica: In una casa intelligente, vari dispositivi come lampadine, termostati e serrature possono comunicare usando Zigbee. Ogni dispositivo riceve un indirizzo a 16 bit che permette al coordinatore (spesso un hub di domotica) di inviare comandi e ricevere stati da centinaia di dispositivi senza conflitti.

1. Monitoraggio Industriale: Un’azienda potrebbe utilizzare sensori Zigbee per monitorare condizioni ambientali come temperatura e umidità. Ogni sensore avrà un indirizzo unico a 16 bit che permette ai dati di essere facilmente inoltrati al server centrale dell’azienda attraverso i router Zigbee, senza il rischio di collisioni o perdite di dati.

Fonti

1. Zigbee Alliance – https://zigbeealliance.org/
2. IEEE 802.15.4 Standard – https://standards.ieee.org/standard/802_15_4.html
3. “Wireless Communications: Principles and Practice” di Theodore S. Rappaport
4. Texas Instruments Zigbee Basics – https://www.ti.com/lit/an/swra427b/swra427b.pdf

Queste fonti forniscono una comprensione approfondita della tecnologia Zigbee e dei suoi componenti di base, inclusi i dettagli sull’indirizzamento e le comunicazioni di rete.