Testing and solving the Wi-Fi Interference on Zigbee

Partner: NEC Germany HGI (Home Gateway Initiative)

ZC

3 m

3 m

ZED(Pos 1)

ZED (Pos 2)

ZED (Pos 3)

ZED(Pos 4)

3 m

AP1 AP2

Client1 Client2

ZC

3 m

3 m

ZED(Pos 1)

ZED (Pos 2)

ZED (Pos 3)

ZED(Pos 4)

3 m

AP1 AP2

Client1Client2

3 m

AP3

Client3

2405 2410 2415 2420 2425 2430 2435

2440 2445 2450 2455 2460 2465 2470 2475 2480

2484

 MHz

2405 2410 2415 2420 2440 2445 2450 2455 2460 2465 2470

MHz

22 MHz

2412 2417 2422 2427 2432 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472

CH 6, 2437

 40 MHz

2405 2410 2415 2420 2425 2430 2435

2440 2445 2450 2455 2460 2465 2470 2475 2480

2484

MHz

2405 2410 2415 2420 2425 2430 2440 2445 2450 2455 2460 2465 2470

MHz

2412 2417 2422 2427 2432 2442 2447 2452 2457 2462 2467 2472

CH 6, 2437

 40 MHz

5

RIGEnerare le città: Edifici e Reti Smart 11/02/2014

R IGERS

6

TCP/IP

DLMS

TCP/IP

TCP/IP

WEBService

WEBService

Database

Database

Database

PIATTAFORMA RIGERS

Data Center Servizio 2

DATA CENTER CPL

CONCENTRATOREDI COMPARTO

169 MHz

WMBUS - DLMS

Concentr.Edificio

Concentr.Edificio

Concentr.Edificio

TCP/IP

CTR

PUBBLICA ILLUMINAZIONE + VIDEO SORVEGLIANZA

UTENZE INDUSTRIALI

POSSIBILI SCENARI: CONCENTRATORE DI EDIFICIO 2/2

Outdoor Scenario 

Scenario Elements• District Concentrator (DC)

– Equipped with W M-BUS, Wi-Fi, 5G and Zigbee  

• Building Concentrator (BC)– Equipped with W M-BUS, Wi-Fi and Zigbee 

• Bus – Equipped with Wi-Fi and Zigbee 

• Car (driver)– Equipped with Wi-Fi and 5G 

• People– Equipped with Wi-Fi and 5G 

8

District Concentrator 

DTN• Smart Building  Each building is equipped with smart devices in order to monitor the     consumptions in terms of gas / electricity / water.  A Building Concentrator (BC) gathers data from devices in the building     and then it has to send them to the District Concentrator (DC).  A point-to-point connection between the BC and the DC will be present      through wireless M-BUS at 169 MHz, however being the density of DCs    much lower than the density of BCs, an alternative link will be created by      exploiting the presence of objects moving in the city (DTN paradigm).

• Objects– Buses, Cars and People may act as mules, to help BCs to reach one DC

9

Possible Contacts/Communication among elements

10

District Concentrator 

5G/Wi-Fi

Zigbee/Wi-Fi

5G/Wi-Fi

W M-Bus

Zigbee

5G/Wi-Fi

Wi-Fi

Wi-FiWi-Fi

11

Integrazione delle reti

Indoor Scenario 

12

169 MHzWMBUS - DLMS

TERMIE

ACQUA

GAS

CONCENTRATORE DI

EDIFICIO

868 MHz 

WiFi - BLUETHOOTH

WMBUS 

WEB

WMBUS

IN HOME SMART BRIDGE

NFC

GAS SMART BRIDGE

IN HOME DISPLAY (OPZIONALE)

SERVIZI OPZIONALI 

ELETTRICO

868 MHz

WMBUS 

868 MHz

WMBUS868 MHz

RIPARTITORE DI CALORE

SENSORIMONITORAGGIO EDIFICIO ED AMBIENTALE

169 MHzWMBUS - DLMS

ZIGBEE??

169 MHz ??

169 MHz ??

BUILDING

FOTOVOLTAICO

IoT / IwT: two paradigms• Internet with Things

13

• Internet of Things

WSN

Gateway /Bridge

IP based Network

SERVER

Zigbee or SDWN

802.15.4 MAC address WSN

Gateway /Bridge

IP based Network

SERVER

6LowPAN

IPv6address

Gateway / Coordinator

Gateway / Coordinator

IwT: comparison• Zigbee-based protocols

14

• SDWN solution

WSN

Gateway /Bridge

IP based Network

SERVER

Zigbee

802.15.4 MAC address WSN

Gateway /Bridge

IP based Network

SERVER

SDWN

802.15.4 MAC address

ControllerGateway / Coordinator

Gateway / Coordinator

IoT / IwT: comparison• Protocols stacks

15

IEEE 802.15.4 PHY

IEEE 802.15.4 MAC

SDWN ZIGBEE

Adaptation Layer

IPv6

UDP

Application

Protocols for the IoT: metrics and traffics

16

• Traffic: Query-based APPs– Unicast – Broadcast – Multicast

    • Metrics: 

– Average delays – Overhead– PER          

Zigbee: Many-to-One routing

17

Node 3

Node 2

Coord

Node 1Node 5

Node 4

MTO RREQ (broadcast)

Route Record node 5 (unicast)

MTO RREQ 3

MTO RREQ 4

MTO RREQ 5

MTO RREQ 2

MTO RREQ 1

RREC

MTO RREQ Coord

6LowPAN: RPL routing

18

Node 3

Node 2

Coord

Node 1Node 5

Node 4

DAG Information Option (DAG) (broadcast)Destination Advertisement Object (DAO) node 5 (unicast)

DIO 3

DIO 4

DIO 5

DIO 2

DIO 1

DAO

DIO Coord

SDWN

19

Node 3

Node 2

Coord

Node 1Node 5

Node 4Beacon 3

Beacon 4

Beacon 5

Beacon 2

Beacon 1

Beacon Coord

Rule Response

Rule Request

Route to Coord

Controller

Virtualization

Adaptation

Controller

• 100 802.15.4 nodes in fixed positions• 2 Coordinators / Gateways• 2 Sniffers• Remotely Accessible

20

Flextop: deployment

C C