Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

О Bluetooth можно сказать намного больше, но нет места, чтобы говорить об этом здесь. Интересующиеся могут прочитать все подробности в спецификации Bluetooth 4.0.

4.7. RFID

Мы уже рассмотрели схемы MAC от локальных до городских и персональных вычислительных сетей. В качестве последнего примера мы изучим категорию беспроводных устройств «низшего класса», которые, возможно, не признаются формирующими компьютерные сети: это RFID( Radio Frequency Identification— радиочастотная идентификация) метки и считыватели, которые мы описали в разделе 1.5.4.

Технология RFID существует во многих формах, используемых в смарткартах, имплантантах для домашних животных, паспортах, библиотечных книгах и пр. Форма, которую мы рассмотрим, была развита при разработках EPC( Electronic Product Code— электронный код товара), которые начинались в Auto-ID Центре в Массачусетском технологическом институте в 1999 году. EPC — это замена штрихкода, которая может нести большее количество информации и считываться с помощью электроники на расстоянии до 10 м, даже не в прямой видимости. Эта технология отличается, например, от RFID-используемой в паспортах, которые должны быть помещены достаточно близко к считывателю для получения информации. Способность общаться на расстоянии делает EPC более значимым для нашего изучения.

Организация EPCglobal была создана в 2003 году, чтобы коммерциализировать развитую Auto-ID Центром технологию RFID. Их усилия получили развитие в 2005 году, когда компания Walmart потребовала от 100 своих крупнейших поставщиков маркировать все поставки метками RFID. Широкому распространению технологии препятствовала трудность конкуренции с дешевыми печатаемыми штрихкодами, но появились новые сферы использования, например водительские права. Мы опишем второе поколение этой технологии, которую неофициально называют EPC Gen 2(EPCglobal, 2008).

4.7.1. Архитектура EPC Gen 2

Архитектура EPC Gen 2 сети RFID показана на рис. 4.34. Она имеет два ключевых компонента: метки (теги) и считыватели. Метки RFID — маленькие, недорогие устройства, имеющие уникальный 96-битовый идентификатор EPC и небольшое количество памяти, запись и чтение которой может производиться RFID-считывателем. Память может использоваться для записи истории местоположения элемента, например, когда он движется по системе поставок.

Часто метки похожи на этикетки, которые могут быть помещены, например, на джинсы на полках в магазине. Большая часть этикетки занята антенной, которая на ней напечатана. Крошечная точка в середине — интегральная схема RFID. Другой вариант — метка RFID может быть внедрена в объект, например в водительские права. В обоих случаях метки не содержат никакой батареи и должны получать энергию для работы из радиопередачи ближайшего RFID-считывателя. Этот вид меток называют метки «Class 1», чтобы отличить их от меток с большими возможностями, у которых есть батареи.

Рис. 4.34. Архитектура RFID

Считыватель — это информационный центр системы, аналогичной базовым станциям и точкам доступа в сотовых сетях и WiFi. Считыватели намного более энергоемкие, чем метки. Они имеют собственные источники энергии, часто имеют разнообразные антенны и отвечают за то, когда метки посылают и получают сообщения. Так как в диапазоне чтения обычно бывает несколько разных меток, считыватели должны решить задачу множественного доступа. Возможно и присутствие нескольких считывателей в одном пространстве, которые могут конфликтовать друг с другом.

Основное дело считывателя — инвентаризировать ближайшие метки, то есть обнаруживать их идентификаторы. Инвентаризация производится протоколом физического уровня и протоколом идентификации метки, которые в общих чертах описаны в следующих разделах.

4.7.2. Физический уровень EPC Gen 2

Физический уровень определяет, как биты пересылаются между метками и RFID-считывателем. В основном используются методы отправки беспроводных сигналов, которые мы видели ранее. В США обмен происходит в нелицензированном диапазоне ISM полосы 902-928 МГц. Эта полоса относится к диапазону UHF (УВЧ), поэтому соответствующие метки называют UHF-метками RFID. Считыватель выполняет скачки частоты по крайней мере каждые 400 мс, чтобы распространить сигнал по каналу, ограничить помехи и выполнить нормативные требования. Чтобы закодировать биты, считыватель и метки используют формы амплитудной модуляции ASK, которую мы описали в разделе 2.5.2. Они посылают биты по очереди, таким образом, канал — полудуплексный.