1.Tổng quan về công nghệ không dây công nghiệp

1.1. Khái quát về WLAN

Các tiêu chuẩn 802 trong mô hình tham chiếu OSI

Lịch sử của các tiêu chuẩn WLAN

Đối với các ứng dụng không dây WLAN, IEEE lần đầu tiên công bố tiêu chuẩn 802.11 vào năm 1997. Với 3 lớp điều khiển truy cập môi trường (MAC) và 3 lớp vật lý khác nhau(PHY) được định địa chỉ trong tiêu chuẩn 802.11. Trải phổ tần số (Frequency Hopping Spread Spectrum-FHSS)  và dãy trải phổ trình tự trực tiếp (Direct Sequence Spread Spectrum-DSSS) là 2 phương pháp của sự trải phổ cho dải tần 2.4 GHz ISM cung cấp tốc độ truyền dữ liệu 1-2 Mbps/

IEEE 802.11 không được chấp nhận sử dụng rộng rãi cho đến khi phiên bản 802.11a/b được đưa ra năm 1999. IEEE 802.11a sử dụng dải tần 5GHz với điều chế ghép kênh theo tần số trực giao (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing-OFDM) để cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54 Mbps. IEEE 802.11b vẫn sử dụng dải tần miễn phí 2.4 GHz để cung cấp tốc độ dữ liệu lên đến 11 Mbps sử dụng điều chế dãy trải phổ trực tiếp, nó cho phép tích hợp dãy trải phổ trực tiếp dựa trên hệ thống IEEE 802.11. Bước nhảy tần số trải phổ dựa trên hệ thống 802.11 tuy nhiên, không thể tích hợp được.

Giao thức được dùng thường xuyên nhất trong bộ giao thức IEEE 802.11 là IEEE 802.11g, chuẩn này đã được cải tiến trên chuẩn sẵn có IEEE 802.11b. Và sử dụng cùng một dải tần 2.4GHz, điều chế ghép kênh theo tần số trực giao OFDM cho phép tốc độ truyền dữ liệu lên đến 54 Mbps.

Tiêu chuẩn IEEE 802.11h là bản sửa đổi (nâng cấp) của chuẩn IEEE 802.11a. Điều khiển công suất phát (Transmission Power Control – TPC) và chọn lựa tần số động (Dynamic Frequency Selection-DFS) được áp dụng ở lớp vật lý (PHY) để đáp ứng các quy chuẩn châu âu và cho phép tương thích với các chuẩn khác ở dải tần 5GHz.

Các đặc điểm kỹ thuật mới nhất cho bộ giao thức IEEE 802.11 là IEEE 802.11ac, chuẩn này tương thích ngược với các chuẩn mạng 802.1n sử dụng dải tần 5GHz. Chuẩn này cung cấp lưu lượng WLAN hơn 1Gbps trên dải tần 5GHz, hỗ trợ tới 8 luồng MIMO (Multi Input Multi Output-nhiều vào nhiều ra) với băng thông lên đến 160 MHz cho mỗi luồng, và sử dụng điều chế mức mật độ cao có thể lên đến 256 QAM.

Bảng bên dưới minh họa lịch sử phát triển của chuẩn 802.11 và sự khác nhau giữa các phiên bản của chuẩn mạng 802.11.

Bảo mật không dây

Mạng 802.11 sử dụng tín hiệu radio kiểu broadcast để truyền thông với bất cứ card mạng không dây phù hợp để truy cập vào WLAN. Các biện pháp bảo mật để kiểm tra truy cập WLAN đều có vai trò quan trọng để ngăn ngừa truy cập trái phép vào thiết bị mạng và nguồn tài nguyên (dữ liệu). Có 2 kiểu biện pháp bảo mật chính sẵn có cho WLAN:

• Chứng thực: người dùng/các thiết bị đồng nhất được xác nhận trước khi được cấp quyền truy cập vào mạng.
• Mã hóa: Dữ liệu trao đổi giữa các điểm mạng WLAN sẽ được mã hóa để tạo những dữ liệu phân đoạn không thể đọc được.

Sự kết hợp của phương pháp xác nhận và mã hóa thường được sử dụng để cung cấp mức độ bảo mật của WLAN. Thêm nữa có 3 kiểu bảo mật của WLAN (WEP, WPA, và WPA2) giao thức IEEE 802.1X thường cung cấp một sự xác nhận cao cho kết nối WLAN.

Các giao thức bảo mật WLAN

WEP

WEP (Wired Equivalent Privacy-WEP) là biện pháp bảo mật mức thấp cung cấp bảo mật dữ liệu cho truyền thông không dây. Chìa khóa tĩnh chia sẻ (chuỗi chữ và chiều dài cố định) sử dụng để mã hóa dữ liệu và phân bổ đến tất cả trạm không dây trên mạng không dây.

Năm 2001, WEP bị xem là rất dễ bị tấn công thụ động, gồm khóa mã hóa 24 bit RC4 và không được khuyến khích sử dụng cho mạng yêu cầu bảo mật mức cao. Đối với bảo mật không dây mạnh hơn, bảo vệ truy cập wifi (Wi-Fi Protected Access WPA hoặc WPA2) yêu cầu mã hóa dữ liệu và sự xác nhận người dùng.

WPA

Bảo vệ truy cập Wifi (WPA) được tạo ra để đáp ứng cho các lỗ hỗng tìm thấy trong chuẩn WEP. Nó được thiết kế như một biện pháp tạm thời cho đến khi phát triển các biện pháp bảo mật 802.11i. Khi được sử dụng với phương thức xác nhận RADIUS và VPN, WPA được chấp nhận như một phương pháp bảo mật hiệu quả cho mạng WLAN.

WPA2

WPA2 là một bản nâng cấp mã hóa của công nghệ WPA. WPA sử dụng giao thức khóa toàn vẹn thời gian (Temporal Key Integrity Protocol-TKIP) cho việc mã hóa 128 bit dữ liệu, trong khi WPA2 sử dụng tiêu chuẩn mã hóa tiên tiến (Advanced Encryption Standard-AES), Một thiết kế mã hóa mạng hoán vị phù hợp đối với các mạng WLAN sẽ  yêu cầu điều khiển truy cập an toàn cao.

802.1X

802.1X là một phương pháp chứng thực dựa trên cổng kết nối, nhằm ngăn chặn việc truy cập trái phép vào mạng. Nó được sử dụng WPA để định hình hệ thống bảo mật WLAN hoàn chỉnh. Trên nhiều hệ thống không dây, người dùng có thể đăng nhập vào các điểm truy cập riêng, nhưng không thể làm gì hơn mà không có xác nhận. 802.1X yêu cầu người dùng xác nhận với mạng không dây của nó, không chỉ với những điểm truy cập AP hoặc kết nối mạng riêng ảo VPN. Nó cung cấp bảo mật WLAN cao hơn, các kết nối không được chứng thực có thể bị từ chối cấp quyền tại các điểm truy cập.

Lựa chọn đúng cấp bảo mật cho WLAN

Sự cân bằng giữa bảo mật, sự truyền dữ liệu, và hiệu quả chi phí là điều quan trọng khi quyết định chọn kiểu bảo mật để cài đặt trên mạng WLAN. Những yếu tố như  môi trường hoạt động, kiểu tương thích của các cấp độ bảo mật, và có thể  tác động  đến sự hoạt động của mạng khi sử dụng nhiều phương thức bảo mật phức tạp, tất cả đều được xem xét đến.

Dưới đây là một số câu hỏi chính để đánh giá các lựa chọn bảo mật WLAN:

• Liệu môi trường có yêu cầu bảo mật cấp cao? Nếu mạng WLAN truyền tải thông tin như hồ sơ y khoa, nên áp dụng cấp bảo mật cao nhất. Tuy nhiên, nếu mạng WLAN chỉ sử dụng để kết nối quan sát dữ liệu giám sát môi trường, thì chỉ nên áp dụng cấp bảo mật ở mức thấp hơn để tối ưu hiệu suất của mạng WLAN.
• Các mức độ bảo mật có thể hỗ trợ môi trường mạng? Công nghệ mã hóa WPA và WPA2 cung cấp bảo mật tin cậy, nhưng các thiết bị khách (Client) có hỗ trợ chúng? Ngoài ra, nếu sự chứng thực theo 802.1X được áp dụng, thì một server RADIUS có sẵn sàng trên mạng WLAN?
• Bảo mật ở mức cao có tác động không mong muốn đối với sự hoạt động của mạng WLAN? Hiệu suất của các thiết bị không dây sẽ bị ảnh hưởng thế nào nếu chức năng mã hóa được kích hoạt? Quá trình mã hóa/giải mã có thể yêu cầu tài nguyên CPU để xử lý. Có thể tất cả các thiết bị WLAN, bao gồm những thiết bị chủ sẽ thế nào nếu tăng thêm hoạt động cho quá trình xử lý dữ liệu. Theo bảng tóm tắt bên dưới tổng hợp các đánh giá về các yêu cầu về các phương pháp bảo mật WLAN khi triển khai và đối với máy khách.

2.Khái niệm cơ bản về mạng  WWAN

Giới thiệu chung

Một mạng không dây diện rộng WWAN (Wireless Wide-Area Network-WWAN) có thể bao gồm nhiều loại kết nối mạng di động khác nhau, như phương pháp truyền thống truyền bằng sóng vi ba, vệ tinh truyền thông, và ngày nay là công nghệ mạng Cellular. Tất cả những mạng này bao trùm các khu vực có phạm vi rộng và có thể truyền dữ liệu số toàn cầu.

Trong truyền thông cellular, mạng 3G đáp ứng cho hơn 1.5 tỷ lượt dùng trong năm 2013 và số lượng người dùng tăng lên 3.5 tỷ trong năm 2015. Tuy nhiên công nghệ LTE (4G) cho thấy sự phát triển nhanh chóng và được kì vọng để thay thế cho công nghệ 3G, đây là một tiêu chuẩn chính cho mạng truyền thông cellular thế hệ mới.

Các mối quan tâm chính khi sử dụng mạng di động cellular cho việc truyền dữ liệu gồm có băng thông, quản lý IP, và chi phí hoạt động cao (như truyền thông vệ tinh). Tuy nhiên, như công nghệ tiên tiến mang lại nhiều dịch vụ hữu ích hơn, cấu trúc hạ tầng mạng cellular có thể được triển khai với một mức chi phí thấp hơn để dần thay thế sóng vi ba truyền thống, radio, và truyền thông vệ tinh.

Sự phát triển của mạng Cellular

Công nghệ 2G/2.XG

Chuyển mạch dữ liệu cho mạng GSM

GSM (Global System for Mobile Communications) là một bộ tiêu chuẩn cho truyền thông của điện thoại di động trên mạng kỹ thuật số cellular 2G. GSM được thiết kế bởi học viện tiêu chuẩn truyền thông châu âu (European Telecommunications Standards Institute-ETSI) và trở thành tiêu chuẩn phổ biến cho truyền thông di động để thay thế cho mạng di động cellular analog thế hệ thứ nhất (1G). GSM sử dụng chuyển mạch dữ liệu (circuit-switched data-CSD) bằng phương thức truyền thoại song công và công nghệ được kéo dài về mặt thời gian sử dụng-đàu tiên là  thông qua truyền thông chuyển mạch, thực tế gồm các công nghệ chuyển mạch gói, và sau đó GPRS (General Packet Radio Services) và EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution) để truyền dữ liệu qua GPRS và GSM.

GPRS

GPRS là một dịch vụ chuyển mạch gói để truyền GSM trên mạng 2G/2.5G cho phép đồng thời truyền âm thanh và dữ liệu. GPRS có thể sử dụng cho nhiều dịch vụ gồm có SMS, MMS, email, và truy cập internet. GPRS được phát triển đầu tiên bởi viện tiêu chuẩn truyền thông châu âu và giờ được duy trì bởi hiệp hội 3GPP-3rd Generation Partnership Project.

EDGE

Việc tăng tốc độ truyền dữ liệu là yêu cầu đối với việc phát triển GSM, và thế hệ tiếp theo là GPRS (EGPRS), sóng mang đơn IMT(IMT-SC), hay gia tăng tốc độ dữ liệu toàn cầu, là sự mở rộng của GSM. EDGE là công nghệ điện thoại di động kỹ thuật số cao hơn (tiền 3G) cho phép tốc độ dữ liệu cao hơn GPRS, với tốc độ truyền lên đến 384kbps.

Thông tin bổ sung

Hình dưới đây mô tả sơ bộ của tốc độ truyền theo thời gian với những công nghệ 2G khác nhau. Ngoài ra GSM, GPRS, và EDGE hoạt động trên 4 dải tần GSM: 850 MHz, 900MHz, 1800 MHz, và 1900 MHz. Tuy nhiên, từ sau khi nhiều nước áp dụng các quy định khác nhau, một tần số GSM chung không được sử dụng trên toàn thế giới. Bảng đính kèm bên dưới là tổng quan của các dải tần số GSM được sử nhiều nước sử dụng.

Tổng quan các dải tần số sử dụng
(dựa trên những sóng mang chính)

Công nghệ 3G

3GPP- từ UMTS đến HSPA+

Hệ thống truyền thông di động toàn cầu (Universal Mobile Telecommunications System-UMTS) GSM dựa trên công nghệ 3G cho mạng di động cellular được phát triển bởi hiệp hội 3GPP. UMTS sử dụng công nghệ W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access-W-CDMA) dải tần rộng và kết hợp cả công nghệ không dây và công nghệ vệ tinh để truyền dữ liệu lên đến 2Mbps để cung cấp băng thông và sử dụng phổ tần hiệu quả.

HSPA (HSDPA/HSUPA/HSPA+)

Truy cập dữ liệu gói tốc độ cao (HSPA) là một phần của mạng di động 3G dựa trên UMTS, nó hỗ trợ cả HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) và HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) để truyền thông theo giao thức W-CDMA, cung cấp tốc độ tải xuống đến 14.4 Mbps và tốc độ tải lên có thể đến 5.8 Mbps. Phiên bản mới, phiên bản cải tiến HSPA(còn gọi là HSPA+) được ban hành vào năm 2008 có khả năng cung cấp tốc độ dữ liệu lên đến 42 Mbps cho tải xuống và 22Mbps cho tải lên.

Thông tin bổ sung

Bảng dưới đây cho một thông tin sơ bộ về sự cải tiến theo thời gian giữa các công nghệ 3G-UMTS. Ngoài ra, có 5 tần số UMTS thường được sử dụng: 800, 850, 900, 1900, và 2100. Tần số UMTS sử dụng khác so cho các nhà vận hành khác nhau.

Bảng dưới đây là tổng quan của dải tần UMTS chọn cho các nhà cung cấp chính trên thế giới.

Tổng quan dải tần số UMTS (dựa trên các sóng mang chính)

3GPP2 – từ CDMA2000 đến EV-DO

CDMA2000, thường được biết như một IMT đa sóng mang (IMT-MC), là tiêu chuẩn dựa trên IMT-2000 CDMA  và được phát triển bởi ITU, nhằm cho phép gửi dữ liệu giữa 2 điện thoại di động và tổng đài trung tâm (hoặc BTS- Base Transceiver Station, trạm thu phát). CDMA2000 và W-CDMA là các tiêu chuẩn cạnh tranh nhau trong thị trường kết nối mạng di động.

CDMA2000 thực tế là một họ tiêu chuẩn ra đời với các bước phát triển theo sự phát triển của công nghệ. Các biến thể khác nhau đều được chọn cho giao diện vô tuyến cho IMT-2000 và được liệt kê dưới đây theo thứ tự thời gian.

Công nghệ 4G

Trước-4G vs. 4G

Ngày nay, các nhà khai thác đang coi công nghệ LTE và WiMAX như là công nghệ di động thế hệ thứ tư (4G). Tuy nhiên, theo hiệp hội truyền thông quốc tế (International Telecommunication Union-ITU), “công nghệ 4G tiêu chuẩn” phải cung cấp tốc độ dữ liệu ổn định ở mức Gigabit truyền không di chuyển, và thấp nhất là 100Mbps cho các ứng dụng di động cao cấp và các tiêu chuẩn khác (chi tiết cho bên dưới). Phần này giới thiệu tóm tắt về công nghệ 4G (LTE), và công nghệ 4G đúng chuẩn (LTE-A)

Yêu cầu của IMT tiên tiến (4G)

• Ứng viên theo công nghệ giao diện radio (Radio Interface Technology-RIT) sẽ dựa trên mạng chuyển mạch gói IP.
• RIT sẽ cung cấp tốc độ danh định 100Mbps, và khi máy khách di chuyển tốc độ cao so với các trạm thu cơ sở BTS, và 1Gbps cho di chuyển tốc độ thấp hoặc đối với các vị trí cố định.
• RIT có thể tự động chia sẻ và sử dụng tài nguyên mạng để hỗ trợ nhiều người sử dụng đồng thời trên một khu vực (cellular).
• RIT sẽ sử dụng nhiều băng thông được cấp khác nhau để hỗ trợ tăng băng thông có thể lên đến 40 MHz
• RIT có thể có một hiệu suất đỉnh tải xuống tối thiểu 15bits/s/Hz, và hiệu suất tải lên tối thiểu 6.75 bits/s/Hz.
• Với các môi trường trong nhà, RIT có hiệu suất lên tới 3 bits/s/Hz/cell khi tải xuống, và 2.25 bits/s/Hz/cell cho tải lên.
• RIT cung cấp khả năng chuyển giao và chuyển vòng toàn cầu giữa các nhà mạng khác nhau.
• RIT cung cấp chất lượng dịch vụ cao đáp ứng cho các dịch vụ đa phương tiện thế hệ mới.

LTE

Công nghệ tiền 4G 3GPP hay còn có tên “4G-LTE”, nhưng phiên bản LTE đầu tiên không đáp ứng đày đủ với các yêu cầu nâng cấp của IMT. LTE có tốc độ dữ liệu theo lý thuyết có thể lên 100Mbps khi tải xuống và 50 Mbps khi tải lên nếu sử dụng kênh có băng thông 20Mhz, và khi nhiều đầu vào-nhiều đầu ra (MIMO), ví dụ: nhiều ăng ten được dùng. Bảng bên dưới cho phép đo lý thuyết của dữ liệu LTE.

LTE-A

Công nghệ LTE cải tiến (LTE-A: Long Term Evolution Advanced) được trình lên chính thức bởi tổ chức 3GPP tới ITU-T vào mùa thu  năm 2009 như một ứng viên cho tiêu chuẩn IMT-Advanced, và mong đợi được ban hành chính thức vào năm 2013. LTE-Advanced là thiết yếu đối với công nghệ LTE hiện tại cho các mạng di động. LTE và LTE-Advanced cùng sử dụng quang phổ bổ sung và ghép kênh để cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao hơn. Phối hợp truyền đa điểm cũng cho phép nâng cao dung lượng hệ thống, giúp nâng cao tốc độ xử lý các dữ liệu. Phiên bản 10 của LTE dự kiến sẽ đạt được tốc độ truyền dữ liệu cao theo yêu cầu của IMT-Advanced. Phiên bản thứ 8 hiện nay, đang cung cấp tốc độ tải xuống lên đến 300Mbps, nhưng vẫn không đáp ứng đủ tiêu chuẩn IMTA yêu cầu.

Thông tin bổ sung

LTE trong năm 2013 vẫn là một công nghệ phát triển, và tần số sử dụng hoặc điều chỉnh vẫn tiến triển qua thời gian. Theo bảng cho dưới cho một cái nhìn nhanh về tần số LTE sử dụng trong năm 2013. Để có thêm thông tin mới nhất vui lòng liên hệ với bên cung cấp dịch vụ LTE ở địa phương.

Tổng quan các dải tần LTE sử dụng (dựa trên các sóng mang chính)

3. Khái quát về WPAN

Tiêu chuẩn IEEE 802.15 cho WPAN

Công nghệ WPAN (Wireless Personal Area Network-Mạng không dây cá nhân), thường được biết đến theo chuẩn IEEE 802.15, được phát triển bởi IEEE cho kết nối mạng cá nhân bằng một mạng không dây ở khoảng cách ngắn, nó bao gồm kết nối không dây giữa các máy tính di động, và các thiết bị như điện thoại di động, laptop, và các thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân (PDA). Bảng dưới đây so sánh cá thông số quan trọng cho các kiểu công nghệ WPAN.

IEEE 802.15.4 tốc độ thấp WPAN

IEEE 802.15.4 (WPAN tốc độ thấp) cung cấp phương pháp đơn giản cho truyền tốc độ dữ liệu thấp nhưng với tuổi thọ cho pin vô cùng dài (tiêu thụ công suất thấp). Tiêu chuẩn định nghĩa lớp 1 (vật lý) và lớp 2 (liên kết dữ liệu) của mô hình tham chiếu OSI. Một số giao thức tiêu chuẩn hóa và độc quyền có thể sử dụng để truyền thông trên mạng 802.15.4, như IEEE 802.15.5, ZigBee, ISA 100.11a, 6 Lo WPAN, và  Wireless HART.

ZigBee

Được phát triển mới mục tiêu công suất tiêu thụ và chi phí thấp, ZigBee là một tiêu chuẩn chung dựa trên IEEE 802.15.4 cho mạng liên kết trực tiếp các thiết bị với thiết bị (Machine-to-Machine: M2M) sử dụng dải tần miễn phí (868 MHz ở châu âu, 900MHz ở Mỹ, và 2.4GHz ở nhiều nước trên thế giới). Với chi phí tương đối thấp cho phép ZigBee triển khai trên diện rộng trong các ứng dụng điều khiển và giám sát không dây, và với yêu cầu công suất thấp cho phép nhiều điểm nút hoạt động trong nhiều tháng, và thậm chí lên đến một vài năm, mà không cần phải thay pin. Mạng kết nối hỗn hợp (Mesh) cung cấp độ tin cậy cao, vùng phủ sóng rộng, và mạng linh hoạt. Tốc độ truyền dữ liệu có thể dao động từ 20 Kbps  (868 MHz) đến 250 kbps (2,4 GHz).

Lớp mạng ZigBee hỗ trợ các kiểu cấu trúc mạng hình sao, cây và lưới. Mỗi mạng sẽ phải có ít nhất một thiết bị điều phối. Trong mạng hình sao, thiết bị điều phối phải ở điểm nút trung tâm. Cả cấu trúc mạng hình sao và cấu trúc lưới cho phép sử dụng những bộ định tuyến ZigBee để mở rộng kết nối tăng cấp mạng. Các đặc điểm kỹ thuật theo toàn bộ tiêu chuẩn sẽ có bốn thành phận: lớp mạng, lớp ứng dụng, các đối tượng thiết bị ZigBee (ZDOs: ZigBee Device Objects), và các đối tượng áp dụng theo nhà sản xuất được xác định, cho phép tùy biến và hỗ trợ tích hợp hệ thống.

ZigBee không chỉ được thiết kế ứng dụng cho mạng truyền dẫn năng lượng (công suất lớn), mà còn sử dụng cho những ứng dụng như tự động hóa tòa nhà, điều khiển chiếu sáng, điều khiển hệ thống thông gió HVAC, các thiết bị y tế, và cho kho lưu trữ hàng hóa. Các nút của ZigBee có chi phí hoạt động hiệu quả cao và có thể khôi phục từ chế độ ngủ (chờ) với thời gian nhỏ 30 mili giây để giảm độ trễ thấp kết nối mạng.

Giải pháp ZigBee

Giao thức ZigBee vừa được hơn 300 công ty chấp nhận (Liên minh ZigBee) trên toàn thế giới, đây như một tiêu chuẩn mở tin cậy để cung cấp một hạ tầng mạng cá nhân với chi phí thấp và tốc độ dữ liệu kết nối thấp.

Một mạng ZigBee gồm có 3 loại thiết bị hoặc nốt; Bộ điều phối ZigBee (ZC), bộ định tuyến ZigBee, và các thiết bị ZigBee (ZED-ZigBee End Device)

Bộ điều phối ZigBee

Mỗi mạng ZigBee có một bộ điều phối việc quản lý và định tuyến dữ liệu của mạng. Bộ điều phối là thành phần chính bởi vì hoạt động truyền thông mạng ZigBee dựa vào ZC.

Bộ định tuyến ZigBee

Bộ định tuyến chuyển tiếp dữ liệu qua mạng thông qua định tuyến mạng đa bước và ZC chính. Các kết nối khác đến các bộ định tuyến, các thiết bị cuối có thể kết nối trực tiếp đến bộ điều phối ZC.

Thiết bị cuối ZigBee

Thiết bị cuối ZigBee thường được kết nối đến mạng qua các bộ định tuyến. Thêm nữa, để có một nguồn cung cấp tin cậy, các thiết bị cuối có thể cũng sử dụng nguồn pin bởi vì nó tiêu thụ năng lượng ít. Hầu hết các thiết bị ở chế độ ngủ để bảo toàn nguồn pin và sẽ ở chế độ bình thường (thức) để thu thập và truyền dữ liệu.

Biểu đồ dưới đây minh họa một cấu trúc mạng ZigBee điển hình, cấu trúc này thường bao gồm 3 loại thiết bị. Thiết bị nối tiếp có thể kết nối đến bất kì loại thiết bị ZigBee nào để trao đổi dữ liệu theo mạng cá nhân (PAN). Một tiện ích được cung cấp bởi các hãng sản xuất thiết bị để cấu hình mạng ZigBee.

Các thiết bị ZigBee có thể cấu hình như một bộ điều phối mạng (ZC) có thể có giao diện kết nối Ethernet, sẽ cung cấp khả năng truy cập tới các thiết bị khác trên cơ sở mạng Ethernet hoặc Internet. Sơ đồ dưới đây thể hiện 2 cấu trúc giống nhau.

Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 cho mạng ZigBee là kết nối lý tưởng không dây WPAN trong các ứng dụng công nghiệp. Mạng ZigBee cung cấp kết nối truyền thông không dây chi phí thấp cho các thiết bị serial, như các cảm biến, thiết bị đo, và màn hình hiển thị, để cung cấp truyền thông linh hoạt với lượng dây cáp tối ưu tối thiểu. Thêm nữa mạng ZigBee bao gồm những lợi ích:

• Mạng lưới ZigBee có thể mở rộng đến 120 nút.
• Cấu hình theo cấu trúc hình sao, cây và mạng hỗn hợp.
• Dễ dàng cài đặt và tiêu thụ ít công suất giảm tổng giá thành cho người sở hữu.