De applicatielaagservice in Zigbee, ook wel de Application Support Sublayer (APS), speelt een cruciale rol in de architectuur van het Zigbee-protocol. Zigbee is een specificatie voor een suite van high-level communicatiereactiemodi die worden gebruikt om draadloze mesh-netwerken te creëren. Deze netwerken zijn vooral populair in toepassingen zoals thuisautomatisering, medische apparaten en industriële besturingen vanwege hun lage energieverbruik en robuuste netwerkstructuur.
De APS van Zigbee functioneert als een tussenlaag die bemiddelt tussen de applicatielaag en de lagere transportlagen van het Zigbee-protocol, zoals de netwerklaag (NL) en de fysieke laag (PHY). De functies van de APS zijn uitgebreid en omvatten onder andere adressering, framevorming, beveiliging en verbindingsbeheer. De APS speelt een essentiële rol bij het waarborgen van de interoperabiliteit en de veiligheid van de gegevensoverdracht binnen het Zigbee-netwerk.
1. Adressering en Routering: De APS verzorgt adressering door middel van 64-bit IEEE-adressen en 16-bit netwerkadressen. Hierdoor kan het Zigbee-netwerk zowel op MAC-niveau als op netwerklaagniveau met nodes communiceren. Dit is essentieel voor het correct routeren van gegevenspakketten binnen het mesh-netwerk.
1. Bind Management: Bind management is het proces waarbij logische verbindingen tussen apparaten binnen het netwerk worden beheerd. Dit omvat het koppelen van specifieke ingangsinformatie (inputs) van een apparaat met de overeenkomstige uitgangsinformatie (outputs) van een ander apparaat. Bijvoorbeeld, een draadloze lichtschakelaar kan gebonden zijn aan een draadloze lamp, zodat ze op elkaar reageren zonder tussenkomst van een centrale coördinator.
1. Zekerheid (Security): De APS biedt ingebouwde beveiligingsmechanismen die ervoor zorgen dat de gegevensoverdracht tussen apparaten versleuteld en beschermd is tegen ongeautoriseerde toegang. Dit wordt gedaan door middel van cryptografische algoritmen zoals AES-128. Deze beveiligingsfuncties zijn essentieel in bijvoorbeeld huis- en gebouwbeheersystemen waar veiligheid een topprioriteit is.
1. Berichtenfragmentatie en -herassemblage: Zigbee kan grote berichten fragmenteren in kleinere stukjes (fragmentatie), die afzonderlijk worden verzonden en vervolgens opnieuw worden samengesteld door de ontvanger (herassemblage). Dit is noodzakelijk omdat Zigbee beperkt is tot een maximale packetgrootte op de fysieke laag.
- Thuisautomatisering: Een typisch voorbeeld van een Zigbee-netwerk in de thuisomgeving is het gebruik van slimme thermostaten, schakelaars en beveiligingssystemen. De APS beheert de communicatie tussen deze apparaten, zodat ze naadloos kunnen worden bestuurd via een centrale hub of direct met elkaar kunnen communiceren.
- Industriële Automatisering: In industriële omgevingen kan Zigbee worden gebruikt om sensoren en actuatoren op de productievloer te verbinden. De APS zorgt ervoor dat gegevens over temperatuur, druk of andere procesparameters betrouwbaar worden verzonden naar een centrale controle-unit.
- Zigbee Alliance. (2020). Zigbee Specification. Beschikbaar via: [Zigbee Alliance](https://zigbeealliance.org/solution/zigbee/)
- Perkins, D. D. & Hughes, H. (2002). Wireless Sensor Networks. Prentice Hall.
- IEEE Computer Society. (2004). IEEE Standard for Information technology—Telecommunications and information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Specific requirements [Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)]. IEEE.
Concluderend fungeert de APS binnen het Zigbee-protocol als een cruciale laag die zorgt voor efficiënte communicatie, veiligheid, en het beheer van verbindingen tussen apparaten, wat onmisbaar is voor de robuuste werking van een Zigbee-netwerk.
