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文档简介
华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书1概述....................................................................................................................1.1产生背景............................................................................................................................................................................31.2星闪SLE技术与标准........................................................................................................................................................31.2.1星闪无线通信系统概述................................................................................................................................................31.2.2星闪通信场景与系统架构............................................................................................................................................5通信场景......................................................................................................................................................................5系统架构......................................................................................................................................................................61.2.3星闪SLE低功耗接入技术............................................................................................................................................7传输波形......................................................................................................................................................................7信道和跳频设计..........................................................................................................................................................7无线帧结构..................................................................................................................................................................9空口接入层广播..........................................................................................................................................................9异步数据链路..............................................................................................................................................................9同步数据链路..............................................................................................................................................................9半静态资源配置和动态资源调整..........................................................................................................................10数据链路层................................................................................................................................................................10广播的功能和流程...................................................................................................................................................100发现的功能和流程.................................................................................................................................................111接入的功能和流程.................................................................................................................................................122配对和鉴权流程.....................................................................................................................................................133服务管理..................................................................................................................................................................143.1概述.......................................................................................................................................................................143.2服务的定义及表达..............................................................................................................................................153.3星闪服务交互协议..............................................................................................................................................16版权所有©华为技术有限公司i华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司ii1.2.4星闪SLE与其他短距通信技术对比 192.1总体方案 2.2实现原理 2.3注意事项 2.3.1关于星闪终端的广播与AP的扫描发现 2.3.2关于星闪终端接入后是否关闭广播 2.3.3关于终端连接参数的更新 243.1电力行业数采场景 3.1.1场景介绍 3.1.2接入需求分析 3.1.3方案介绍 27 27华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司3 星闪低功耗接入(简称星闪SLE,SparklinkLowEnergy)技术的产生背景与物联网(IoT)的快速发展以及对高效、可靠、低功耗的无线通信技术的需求密切相关。随着物联网的普及,越来越多的设备(如传感器、智能终端、物联控制器等)需要连接到网络进行数据采集和传输,且随着人工智能、边缘计算等技术的引入,物联网设备需要处理和传输的数据量也显著增加。而传统无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙、Lora等)虽然各有其技术优势,但是在对连接密度、传输带宽、延迟、功耗等存在综合诉求的物联网场景下,都有着各自的技术局限性,难以满足复杂场景的需求。星闪SLE技术应运而生,旨在解决这些问题,提供更高效、可靠的无线通信解决方案。星闪SLE技术的出现,是基于对现有技术的分析和改进,结合了短距离通信、低功耗、高带宽等特性,旨在为物联网场景提供更高效的解决方案。它通过优化协议设计、提升传输效率、降低延迟和功耗,满足了物联网对数据采集和传输的多样化需求,尤其在高密度、高带宽、低延迟的场景中表现出色。1.2星闪SLE技术与标准本章节主要为星闪标准介绍,非产品实现,用以辅助理解星闪SLE技术,参考的具体标准详见“参考资料”。1.2.1星闪无线通信系统概述星闪无线通信技术是一种无线短距离通信技术,用于承载智能汽车、智能家居、智能终端以及智能制造等领域应用场景的数据交互。星闪无线通信系统由星闪接入层、基础服务层以及基础应用层三部分构成。其中,星闪接入层也可被称为星闪底层,基础服务层和基础应用层构成了星闪上层。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司4星闪无线通信系统星闪接入层根据实现功能的不同分为管理节点(G节点)和终端节点(T节点其中G节点为其覆盖下的T节点提供连接管理、资源分配、信息安全等接入层服务。星闪接入层实现了G节点和T节点的上层业务数据在空口的传输交互。考虑到业务场景对于无线短距离通信存在着差异化的传输需求,目前星闪接入层为星闪上层提供SLB和SLE两种通信接口。其中,SLB采用超短帧、多点同步、双向认证、快速干扰协调、双向认证加密、跨层调度优化等多项技术,用于支持具有低时延、高可靠、精同步、高并发和高安全等传输需求的业务场景。SLE采用Polar信道编码提升传输可靠性,减少重传节省功耗,同时支持最大4MHz传输带宽、最大8PSK调制,支持1对多可靠组播,支持4KHz短时延交互等特性,在尽可能保证传输效率的同时,充分考虑了节能因素,用于承载具有低功耗诉求的业务场景。SLB和SLE面向不同业务诉求,提供不同的传输服务,两者相互补充并且根据业务需求进行持续平滑演进。下图给出了星闪无线通信系统相应星闪设备的潜在实现形式,星闪设备可以根据实际业务需求,选择单独支持SLB或者SLE,也可同时支持SLB和SLE。星闪设备实现形式示例星闪无线通信系统针对不同的星闪底层接入技术采用了统一的星闪上层架构。星闪上层由基础服务层和基础应用层构成。其中,基础服务层针对上层业务数据,提供了设备发现、服务管理、连接建立/维护与释放、QoS管理、测量管理、信息安全等服务功能,用于支撑上层具体业务的从业务触发到业务结束的整个业务周期的连接交互需求。同时,基础服务层也可以与底层进行跨层交互并且根据业务需求以及传输情况提供底层传输路径的选择及切换。基础应用层用于实现各类应用功能,基础应用层针对共性的业务诉求,可以定义包括通用通信框架、通用音视频框架在内的通用应用服务框架,供具体应用进行版权所有©华为技术有限公司5调用,实现模块化设计。基础应用层也可面向具体应用定义统一的配置文档,用于实现业务的端到端交互并且保证不同厂商的互联互通。星闪无线通信系统除了提供纯无线短距离通信外,也可支持与5G网络进行融合,支持5G核心网对于星闪无线通信节点的注册感知、QoS策略管理以及通信状态监控,实现5G核心网对其覆盖下的星闪无线通信网络的统一管理和维护。1.2.2星闪通信场景与系统架构星闪无线通信系统可支持的短距离通信场景见下图。根据通信双方的星闪底层节点类型不同,可以分为:a)节点和T节点之间的通信;b)不同G节点之间的通信;c)不同T节点之间通过G节点进行中继通信。星闪无线通信系统支持的短距离通信场景注1:对于G节点之间进行多域协调与管理的通信场景,在连接建立过程中,需要其中一个G节点退回到T节点的身份模式并发起向另一个G节点的连接;注2:G节点和T节点之间通信可以采用SLB和/或SLE。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司6星闪无线通信系统架构星闪无线通信系统的整体系统架构如上图:星闪接入层技术由星闪基础接入技术SLB和星闪低功耗接入技术SLE两种通信接口组成。SLB和SLE均由物理层和数据链路层构成,如下星闪接入层协议栈架构图示意。基础服务层由一系列基础功能单元构成,其中:a)设备发现功能单元、通用管理功能单元(包括连接管理、测量管理等)、服务管理功能单元、QoS管理功能单元和安全管理功能单元构成了星闪无线通信系统的无线短距通用控制面;b)多域协调与管理功能单元和5G融合功能单元为可选功能单元,属于星闪无线通信系统扩展控制面;c)数据传输与适配功能单元负责了数据封装等用户面功能,支持承载包括控制类数据、广播类数据、实时数据、可靠数据和透传数据在内的业务数据传输。基础应用层由多个通用应用服务框架以及一系列具体应用的配置文档构成。注1:基础应用层数据除了通过基础服务层递交到星闪底层传输外,也可封装成IP数据包的形式递交给星闪底层。应用层数据直接采用IP传输的方式符合相关现行标准技术即可,不在协议规定范围内。注2:基于该架构下的各功能单元标准独立定义,分别见T/XS20001-2022、T/XS20002-2022、T/XS20003-2022、T/XS20004-2022、T/XS20005-2022和T/XS40001-2022。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司7星闪接入层协议栈架构星闪终端通信协议栈如下图:星闪终端通信协议栈1.2.3星闪SLE低功耗接入技术使用低成本低功耗的GFSK波形。同时,为了满足较高速率传输支持高阶业务,也支持QPSK调制波形和8PSK调制波形。系统工作频段为2400MHz-2483.5MHz,5150MHz-5350MHz,5725MHz-5850MHz(注:当前AP星闪SLE仅支持2.4G频段)。系统采用单载波跳频的方法进行数据传输,信道带宽支持1MHz,2MHz和4MHz。星闪低功耗通信系统射频信道中心频率和射频信道号的关系如下:Fc:射频信道中心频率,单位MHz;华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司8FBand_low:各频段的射频信道中心频率下限,即各频段的最低中心频率,单位MHz,-对于5100MHz频段,FBand_low为5152MHz,NOffset为79,N=-对于5800MHz频段,FBand_low为5727MHz,NOffset为276N:每个射频信道中心频率对应的信道号;对于2.4GHz频段,不同带宽信道对应的射频信道中心频率和射频信道号如下表规定。表2400MHz频段不同带宽信道对应的射频信道中心频率和射频信道号号0YY1YY2YYYY3YYYY4YYYY5YY6YYYY7YYYY8YYYY9YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY版权所有©华为技术有限公司9YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY支持4种无线帧结构,无线帧结构1采用GFSK波形不进行信道编码。无线帧结构2、无线帧结构3和无线帧结构4采用PSK调制并使用极化码信道编码。无线帧结构2中,控制信息进行码长64的信道编码,使用QPSK进行调制。无线帧结构3中,控制信息进行码长256的信道编码,使用QPSK进行调制。无线帧结构4中,控制信息进行码长256的信道编码,使用BPSK进行调制。无线帧结构2适用于鼠标类应用,无线帧结构3适用于个域网、智能汽车等常规覆盖的场景,无线帧结构4适用于智能家居、智能制造等对覆盖有要求的扩展覆盖场景。支持基础广播、扩展广播,以及通过扩展广播配置的同步数据广播或者异步数据广播。基础广播、扩展广播,以及配置的同步数据广播和异步数据广播都是无连接广播。异步数据链路传输支持数据单播传输、数据组播传输、反馈组播传输、双向组播传输。异步数据链路用于系统G节点与T节点以及两个T节点间进行可靠传输。在异步数据传输过程中,对于发送端发送的数据包,如果接收端接收错误,发送端需要重传该数据包,直到接收端指示接收正确为止。同步数据链路支持数据单播传输、数据组播传输、反馈组播传输、双向组播传输、异步广播传输、同步广播传输。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司10对于同步数据链路,发送节点的每一个数据包只有有限次发送机会,发送节点只能在有限的时间内重传发送该数据包。数据包重传到一定时间后,发送节点不再重传该数据包。对于单播传输、数据组播传输、反馈组播传输、双向组播传输,接收节点支持给发送节点发送数据包确认信息。单播传输、数据组播传输、反馈组播传输、双向组播传输通过异步数据链路建立,每一条同步数据链路绑定一条异步数据链路,同步数据链路的参数变更消息由异步数据链路传输。异步数据链路断开时,与之绑定的同步数据链路也相应断开。异步广播传输、同步广播传输通过扩展广播配置和变更。异步数据链路和同步数据链路的资源,可以通过高层信令进行半静态配置。同时,在高层信令基础上,还可以通过系统管理帧进行动态的时间资源调整。数据链路层支持控制面数据和数据面数据的复用传输。广播可用于发现、连接过程,可用于异步广播数据传输、同步广播数据传输、单播数据传输、组播数据传输。广播帧由基础广播帧和扩展广播帧组成,具有以下特性:——基础广播帧采用无线帧类型1或者无线帧类型4;——基础广播帧在1~3个广播信道上依次或随机连续发送三次,扩展广播帧在通用数据信道上发送;——不同广播信道上的基础广播帧可以通过扩展广播指针指向同一个扩展广播帧,但扩展广播指针的偏移量不同。偏移量是指从每个基础广播帧的起始点到扩展广播帧的起始点的时间。基础广播帧的结束时刻到扩展广播帧的开始时刻的时延最小为300us;——连续两个基础广播帧之间的时间间隔为基础广播帧间隔。连续两组基础广播帧之间的间隔为固定时间间隔加随机时间间隔。固定时间间隔的取值范围是[4ms,2097.151875s],随机时间间隔的取值范围是[0,2ms];——扩展广播帧可以指示同步数据链路资源,该同步数据链路可以承载异步广播传输和同步广播传输;——扩展广播帧可以指示异步数据链路资源,该异步数据链路资源可以承载单播数据传输或者组播数据传输;华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司11——扩展广播帧可以指示系统管理帧的资源;——若扩展广播帧是可查询或可接入的广播类型,则扩展广播帧需要配置接收对端节点发送请求帧的接收窗口和本端节点发送响应帧的资源。扩展广播帧的结束时刻到接收窗口开始时刻的时延最小为300us,接收窗口结束时刻到响应帧开始时刻的最小值为300us。基础广播帧和扩展广播帧的发送流程如下图所示:基础广播帧和扩展广播帧的发送流程0发现的功能和流程发现设备接收广播设备发送的基础广播帧和扩展广播帧。当收到可查询扩展广播帧后,发现设备可以主动发送查询请求帧请求更多广播数据,广播设备收到该查询请求帧后需要回复查询响应帧。发现设备也可以不发送查询请求帧,仅上报扩展广播帧携带的数据。对于广播设备,在一定时间的接收窗口内,可以接收同一个发现设备发送的多个相同的查询请求帧,也可以接收不同发现设备发送的不同的查询请求帧;在回复的查询响应帧中可以针对一个发现设备回复一个查询请求帧,也可以针对多个发现设备分别反馈查询响应帧。可查询扩展广播帧中需要提前配置好查询请求的偏移量,查询响应的偏移量,请求的最大长度,请求的窗口个数等。发现设备需要在查询请求窗口的起始时刻发送查询请求帧,广播设备需要在查询响应窗口的起始时刻发送查询响应帧。发现的具体过程如下:a)广播设备发送基础广播帧和扩展广播帧;b)发现设备接收基础广播帧和扩展广播帧,当接收到可查询扩展广播帧,发现设备可以在扩展广播帧中指定的查询请求的偏移量开始后,使用一个或者多个查询请求窗口,发送一次或多次的查询请求帧;若发现设备不发送查询请求或接收到的扩展广播帧不可查询,则对该广播设备的发现过程完成;c)广播设备发送的是可查询扩展广播帧时,需开启查询请求的窗口总数个查询请求最大长度的接收窗口进行接收,若接收到查询请求帧,则在扩展广播帧中指定的发现查询响应的偏移量开始后,使用一个或者多个查询响应窗口发送查询响应帧。一个查询响应帧中可包含一个或多个发现设备的响应;d)发现设备接收到查询响应帧,完成对该广播设备的发现。发现的整个流程如下图所示。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司12发现流程1接入的功能和流程接入广播指接入设备发起接入请求,广播设备建立连接的过程如下:a)广播端发送可接入扩展广播帧,可接入扩展广播帧中携带资源配置信息,以配置请求节点、请求信息、请求资源、响应资源、GT角色信息;b)接入设备若接收到可接入扩展广播帧,则使用扩展广播帧配置的接入请求窗口中的一个或者多个,发送一个或者多个接入请求帧,接入请求帧中携带接入请求信息。若接入请求信息中的GT角色标志字段指示发起接入端希望成为G节点,该接入请求帧中需携带接入基本信息或传输指示信息。若发起连接端希望配置系统管理帧,该接入请求帧中应携带接入基本信息;若发起连接端希望不配置系统管理帧,该接入请求帧中应携带传输指示信息;c)广播设备开启接入请求的窗口总数个接入请求最大长度的接收窗口进行接收,若在其中一个请求窗口中接收到接入请求帧,则在对应的响应窗口中回复一个接入响应帧,该接入响应帧中携带连接响应信息。若该接入请求帧中携带的接入请求信息中的GT角色标志字段指示接入设备希望成为T节点,并且该请求响应信息中的请求响应类型字段指示同意请求,则该接入响应帧中还携带接入基本信息或传输指示信息。具体来说,若广播端配置系统管理帧,该接入响应帧中还应携带接入基本信息;若广播端不配置系统管理帧,该接入响应帧中还应携带传输指示信息;d)发起连接的设备在对应的时间窗口内接收接入响应帧。若发起连接的设备在对应的时间窗口内收到接入响应帧,且接入响应帧中携带的接入响应信息中的接入响应类型字段指示同意请求,则发起连接的设备根据之前发送的接入请求帧中携带的接入请求信息中的GT角色标志字段的指示成为G角色或T角色。若发起连接的设备成为G角色,则发起连接的设备根据接入请求帧携带的接入基本信息的指示,发送系统管理帧;或者根据接入请求帧携带的传输指示信息指示的异步数据链路配置,开始在异步数据链路上传输数据。若发起连接的设备成为T角色,则发起连接的设备根据接入响应帧携带的接入基本信息的指示,接收系统管理帧;或者根据接入响应帧携带的传输指示信息指示的异步数据链路配置,开始在异步数据链路上传输数据;e)一条G/T异步数据链路建立意味着发起连接端已经接入了广播设备。根据是否配置系统管理帧,这条异步链路的首次调度点将由系统管理帧分配的偏移量或传输指示信息中的配置来决定。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司13接入的整个流程如下图所示。接入流程以及G/T节点协商2配对和鉴权流程配对和鉴权管理由服务层提供,其定义了和对端设备之间的配对流程和用户身份鉴权流程。配对和鉴权的目的是产生或获取通信双方为生成加密密钥所需要的链路密钥,算法如下图所示。DHkey随机数N1随机数N2G节点地址T节点地址AES-CMAC-128/HMAC-SM3链路密钥(LinkKey)链路密钥生成算法DHkey和双方交换的随机数N1和N2在安全配对过程中生成。而生成DHkey的过程,需要对配对双方的身份进行鉴权。配对提供以下6种用户鉴权方式:a)数字比较;b)免输入;c)通行码输入;e)带外方式;f)预配置密钥PSK。下图为配对和鉴权方式的总体流程图。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司14T节点T节点——————启动安全流程——————启动安全流程————————h密钥刷新流程(包括暂停安全和启动安全流程)配对发起配对回应配对确认配对初始信息配对请求鉴权流程鉴权流程————————数字比较————————免输入————————PSK方式————————————————-DH-Key验证————————安全控制流程安全控制流程安全信息分发协议安全信息分发协议——————真实地址——————配对和鉴权总体流程图3服务管理服务管理是基础服务层的核心功能单元之一,其可以为基础应用层以及基础服务层提供包括服务注册、维护、删除等在内的设备内部服务管理功能。同时,不同星闪设备通过运行星闪服务交互协议(SSAP,SparklinkServiceAccessProtocol)还可实现彼此之间的服务发现及交互。服务管理定义了两种角色,即服务端和客户端。服务端是服务的承载方,接收和响应客户端的请求;客户端是服务的使用方,向服务端提交访问请求,获取并接收服务端返回的响应。服务管理角色华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司15服务是指服务端公开的一组能力信息或功能集合。一个特定应用、通用应用服务框架或者基础服务层功能单元所能提供的完整功能可以由一个或多个服务组成。例如一个家庭室内监测应用可以由湿度检测服务和温度检测服务构成。星闪无线通信系统定义了统一的表达格式来描述各类服务,这种表达格式称为服务结构。服务结构由服务声明、服务引用、属性、方法、事件等结构成员构成,各结构成员的定义见下表。基于服务结构的表达形式。需要注意的是,一个服务的定义表达中必须具备服务声明和属性。表服务结构中的结构成员定义用于支持当前服务所引用的一个或几个其他的服务以及服务的类型和句柄范围。当前服务可以继承被引用用于描述服务具体功能、状态以及相关的配置信息。客户端方法其所需的输入参数、返回结果的含义和格式。方法一般用来简化多步骤属性访问每个结构成员的具体信息表达采用统一的数据结构,称为条目。每个条目由句柄、类别,标识,数据、权限和附加信息等元素构成,条目结构的定义见下表。其中一条条目中的句柄、类别、标识和数据信息可以被服务端用来与客户端进行交互。权限和附加信息仅由服务端维护,不参与同客户端的交互过程。表条目中的元素定义服务端生成的条目的索引号。在一个服务端上数据指示了与该条目的标识相关联的数据信息。数服务按照类型分为首要服务和次要服务,首要服务是可以被服务端直接对外公开的服务。次要服务不能独立对外公开,需要被首要服务引用才可使用。此外,根据标准化的程度,服务还可以被分为星闪标准服务和自定义服务。星闪标准服务是由星闪联盟工作组标准化和维护的服务,自定义服务则是由厂商根据实际需求按照服务管理规范自行定制的服务。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司16服务结构缓存是服务端的服务结构信息保存到客户端本地形成的服务端的服务结构副本。服务结构缓存是一种可选的优化方案,用于避免客户端对同一服务固化的服务端在多次连接时每次都进行服务发现;也可以用于避免客户端连接多个承载相同服务的不同服务端时,对每个服务端都进行服务发现。服务结构缓存对应的是一种服务结构,而不是绑定于一个服务端。多个服务端拥有同样的服务结构时,服务结构缓存对这些服务端均有效。当服务端上的服务结构发生变更时,该服务结构缓存不能适用于变化后的服务端。客户端在使用服务结构缓存时,需保证使用的服务结构缓存对服务端是有效的。服务结构缓存的有效性可以通过比对服务结构散列值和接收服务结构变更事件来验证。星闪服务交互协议SSAP提供了服务端与客户端之间交互特定服务及其属性信息的信令并定义了交互操作。SSAP的信令均采用SSAPPDU的格式,SSAPPDU由消息码、消息控制码和属性载荷三部分组成,见下表。根据交互功能的不同,可以将SSAPPDU消息分为七个类别:错误处理、信息交互、服务发现、读取操作、写入操作、通知或指示和方法调用。表SSAPPDU数据格式11在服务端和客户端之间默认通过服务管理传输通道SMTC交互SSAPPDU。SMTC作为缺省传输通道,其可以在星闪接入层的默认承载建立后自动激活并进行使用。根据星闪接入层的类型不同,服务管理传输通道可以细分为SLB服务管理传输通道和SLE服务管理传输通道。注:当服务端和客户端需要基于SSAP对特性应用的业务数据的读/写操作时,基础服务层也可建立SMTC之外的传输通道用于承载相应的SSAPPDU。这类传输通道的QoS需求根据业务需求决定。1.2.4星闪SLE与其他短距通信技术对比本章节技术对比(含星闪SLE)均以标准为依据。星闪SLE的完整能力尚未完全落地于现有芯片,实际支持范围请以具体产品规格说明为准。与Wi-Fi技术对比:频段华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司17入延频与BLE技术对比:xmWxmW不支持与Lora技术对比:-落后应用场景--版权所有©华为技术有限公司18-华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司192WLAN星闪SLE物联数采原理2.1总体方案总体方案架构图WLAN星闪SLE物联数采目前仅支持WAC(V200)+FITAP(V600)场景,其各部分在星闪数据采集中的作用分别为:.星闪终端:星闪终端厂商生产出来的基于星闪SLE技术的智能设备,可周期性的向周围发送广播信息。.AP:负责扫描星闪终端发送的广播信息,在广播信道上采集周围环境中终端的信号强度信息、厂商信息等,上报给AC,并完成星闪终端的接入。同时AP作为MQTT客户端支持向MQTT服务器上报终端连接信息和数据,AP支持基于MQTT通道上传和下发业务数据。.AC:负责星闪功能及与MQTT服务器建链的配置下发给AP,及基于扫描发现的设备信息进行过滤和筛选,下发星闪终端请求给AP。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司20·MQTT(MessageQueuingTelemetryTransport)服务器:是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议的服务器。与AP建立MQTT通道,接收和维护AP上报的星闪终端接入、断链等信息,与星闪终端通过MQTT通道完成业务数据的交互。其中:uAP与星闪终端的南向接口遵循星闪SLE标准协议。WLANAP作为星闪网关,为接入端,管理节点(GrantNode星闪终端为广播端,终端节点(TerminalNode星闪网关AP扫描发现星闪广播终端并完成对星闪终端的接入与配对。注:当前版本仅支持免认证方式配对,加密算法仅支持AES。u星闪终端的业务数据通过SSAP服务承载,星闪终端作为服务端,AP作为客户端,接入后AP发现终端支持的服务列表,并支持按照协议对相应服务进行读取、写入操作,与通知或指示响应。uAP与第三方服务器间使用MQTT协议通信,支持用户名密码认证、TCP协议和TLS1.2协议、IPv4协议。服务器对星闪终端的业务数据的管理可通过AP提供的MQTT标准接口完成,支持接口列表如下,具体请参考《华为WLAN产品星闪APMQTT接口规范》:/v1/sle/{apSn}/rep星闪服务器星闪AP在终端上下线过程上/v1/sle/{apSn}/quel星闪服务器查询AP上的终端查询终端信息/v1/sle/{apSn}/que星闪服务器星闪AP响应星闪服务器查询/v1/sle/{apSn}/for星闪服务器星闪AP转发终端数据给服务器服务器数据转发/v1/sle/{apSn}/forward/serverData/v1/sle/{apSn}/que星闪服务器读取星闪终端数据终端数据读取/v1/sle/{apSn}/que星闪服务器星闪AP回应星闪服务器读取华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司212.2实现原理星闪SLE物联数采实现原理图星闪SLE物联数采实现过程如下:1.AC配置星闪业务,包括AP星闪扫描参数、终端接入RSSI阈值、终端白名单、第三方MQTT服务器参数等,配置下发给AP。2.AP响应配置,使能星闪SLE业务,并周期扫描星闪终端发送的广播信息。3.AP同时与MQTT服务器完成建链。4.获取星闪终端设备的信息。星闪终端作为广播设备周期性的发送广播数据帧,广播帧中包含终端的信号强度信息、MAC地址、厂商信息等。5.AP作为发现设备接收集星闪终端设备发射的广播报文,并上报给AC。华为园区网络星闪SLE物联数采技术白皮书版权所有©华为技术有限公司226.AC接收AP上报的扫描信息,下发接入请求给AP。AP作为接入设备向终端发起接入请求,和广播设备星闪终端建立连接。·如果未绑定白名单模板,直接下发星闪终端接入请求给AP,完成星闪终端接入。.若绑定了白名单模板,AC需判断终端是否在AP绑定的白名单里,若存在,下发星闪终端接入请求给AP,完成星闪终端的接入。若存在但是AP已满规格接入终端,则不做接入请求下发;若不存在,则不做接入请求下发。.对于需要审批合法终端的场景,可先使能白名单检查功能,再基于AP上报的终端扫描信息,包括厂商信息等数据判断合法后手动加入白名单。7.AP通过星闪SLE协议完成星闪终端的接入、配对与服务发现。8.AP将星闪终端接入等信息上报给AC。9.同时AP通过MQTT通道,将星闪终端接入、支持服务列表等信息上报给MQTT服务器。10.MQTT服务器读取维护终端信息,与星闪终端完成业务数据交互,如主动读取或者写入数据到终端、终端主动上报数据给服务器等。2.3注意事项2.3.1关于星闪终端的广播与AP的扫描发现1.AP对星闪终端的接入依赖终端的广播。为了提升扫描发现效率,可按场景需要减小AP扫描间隔时间,同时终端应保持持续广播;可增大AP扫描持续时间或减少终端的广播周期,使AP每次周期扫描的扫描持续时间大于终端的广播间隔(保证AP每次扫描持续时间中,至少可以收到2.如果星闪终端无快速扫描发现与接入需要,同时期望增大广播间隔来节能,则可控制终端以较大时间间隔周期开启广播,每次开启广播的持续时间应尽量大于AP扫描间隔时间,来保证终端每次开启持续广播,AP都可以扫描到此终端,并完成接入等后续业务。3.空口扫描间隔越短、持续时间越长,扫描发现广播端的效率越高,但是扫描越频繁对正常的星闪SLE业务影响越大,可能影响空口业务传输时间。2.3.2关于星闪终端接入后是否关闭广播1.如果使用了白名单将星闪终端与近端AP完成了绑定,则终端接入后可关闭广播进行节能。版权所有©华为技术有限公司232.如果未使能白名单或仅配置了全局白名单,即未将星闪终端与近端AP完成绑定,则星闪SLE广播终端在被AP接入后,如果不支持再次开启广播,则可能因近端AP升级重启等期间接入到远端AP上后,不支持重新被扫描发现后漫游到近端AP上,导致弱信号接入。此时:>
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