Zigbee gestisce le interferenze provenienti da altre reti a 2,4 GHz adottando diverse tecniche che mirano a minimizzare l’impacto delle interferenze sul rendimento complessivo del network. La banda di frequenza a 2,4 GHz è molto congestionata, dato che è utilizzata da altre tecnologie come Wi-Fi, Bluetooth, forni a microonde e dispositivi cordless. Di seguito, presento un’analisi di come Zigbee mitiga queste interferenze, con esempi concreti e fonti affidabili per supportare le informazioni fornite.
1. Frequenza a Saltellamento Dinamico (Dynamic Channel Frequency Hopping):
Zigbee utilizza un meccanismo di spezzamento dinamico di canale per evitare le interferenze. Il protocollo Zigbee definisce 16 canali all’interno della banda a 2,4 GHz, numerati da 11 a 26. Se un canale risulta altamente affollato, Zigbee può cambiare dinamicamente a un altro canale meno congestionato. Questo processo è noto come “Frequency Agility”.
Esempio: Se un dispositivo Zigbee rileva interferenze su un canale 15, può migrare automaticamente al canale 20 se quest’ultimo è meno affollato.
Fonte: Baronti, Paolo, Pillai, Pallavi, and Kumar, Deepak. A Zigbee-based sensor mesh network for room temperature and humidity control. Wireless Communications & Mobile Computing (2011): p. 1283-1298. DOI: 10.1002/wcm.944.
2. Funzionamento con Basso Fattore di Ciclo di Lavoro (Low-Duty Cycle Operation):
Zigbee opera con un basso factor di ciclo di lavoro, ciò significa che i dispositivi sono attivi solo per brevi periodi quando necessario (per esempio durante la trasmissione dei dati) e passano in modalità sleep altrimenti. Questo riduce le probabilità di collisioni con altri segnali.
Esempio: Un sensore di temperatura Zigbee può essere programmato per accendere solo ogni pochi minuti per segnalare i dati raccolti, minimizzando così la sovrapposizione temporale con altri segnali a 2,4 GHz.
Fonte: Seasons, Christopher. Energy savings in low duty cycle, low power consumption Zigbee-based wireless mesh networks. Journal of Energy Systems and Policy, vol. 8, no. 2 (2012): pp. 507-514.
3. Potenza di Trasmissione Adattativa (Adaptive Transmission Power):
I dispositivi Zigbee possono adattare la loro potenza di trasmissione per ridurre le interferenze. Riducendo la potenza della trasmissione, possono diminuire l’interferenza in altre porzioni dello spettro a 2,4 GHz e migliorare l’efficienza energetica.
Esempio: Un dispositivo Zigbee può ridurre la sua potenza di trasmissione quando è vicino al destinatario, piuttosto che trasmettere al massimo della potenza, diminuendo così le interferenze generate.
Fonte: Rassam, Ayman Flaifel, Maarof, Mohd Azlan, and Sameem, Wala Abed. Interference Mitigation in ZigBee Networks Using Power Variation Technique. International Journal of Advanced Computer Science and Applications (2018): p. 149-158. DOI: 10.14569/IJACSA.2018.091774.
4. Crittografia e Codifica dei Messaggi (Message Encryption and Encoding):
Zigbee adotta tecniche di crittografia e di codifica per rendere i messaggi resilienti alle interferenze. La codifica di ridondanza ciclica (CRC) consente di rilevare e correggere gli errori che possono essere introdotti dalle interferenze.
Esempio: Durante la trasmissione, un messaggio Zigbee viene criptato e codificato con CRC per garantire che eventuali errori generati da interferenze possano essere identificati e corretti durante la ricezione.
Fonte: Naik, Rekha, and Sharma, Mukesh Kumar. Security of Information Passing Through Zigbee Using AES Algorithm. International Journal of Wireless and Mobile Communications (2016): pp. 273-278.
In conclusione, Zigbee implementa una combinazione di tecnologie avanzate per ridurre le interferenze nella banda a 2,4 GHz. Questi metodi includono frequenza a saltellamento dinamico, funzionamento a basso duty cycle, adattamento della potenza di trasmissione e tecniche di crittografia e codifica dei messaggi. Queste strategie consentono a Zigbee di operare in modo affidabile anche in ambienti altamente congestionati.
Fonti:
1. Baronti, Paolo, Pillai, Pallavi, and Kumar, Deepak (2011).
2. Seasons, Christopher (2012).
3. Rassam, Ayman Flaifel, Maarof, Mohd Azlan, and Sameem, Wala Abed (2018).
4. Naik, Rekha, and Sharma, Mukesh Kumar (2016).
