Лекции / ИСиС лекция 8 Основы интернета вещей

ТЕХНОЛОГИИ БЛИЖНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. IP-BASED

•Стандарт 6LoWPAN устраняет недостаток ZigBee с точки зрения стандартизация сетевого уровня и уровня приложений

•6LoWPAN является адаптацией версии протокола IPv6 для низкоскоростных сетей с низким энергопотреблением.

•6LoWPAN определяется RFC и использует привычную ITспециалистам терминологию – IP-адреса, порты и т.д.

•6LowWPAN – это адаптация Ipv6 для низкоскоростных сетей.

•Протокол Thread, был разработан компанией Google как дополнение стандарта 6LoWPAN, однако не приобрел

41

широкого распространения.

ТЕХНОЛОГИИ ДАЛЬНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ (LPWAN)

•LPWAN – Low-Power Wide Area Network

•Базовая топология – «звезда», «звезда звезд», характерная для мобильных сетей

•Используемые диапазоны 868 МГц, 915 МГц

•Дальность связи измеряется в километрах.

•Количество устройств сети измеряется несколькими тысячами на одну базовую станцию (базовых станций также могут быть тысячи)

42

ПРОПРИЕТАРНОСТЬ ТЕХНОЛОГИЙ ИНТЕРНЕТА
ВЕЩЕЙ ДАЛЬНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ*
SIGFOX	LoRA	СТРИЖ	NB-IoT
	- определяется правообладателем технологии
			43
*по материалам конференции InoThings++2018

СРАВНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ LPWAN*

Характеристика	SigFox	Стриж	LoRa/LoRaW	NB-IoT
			AN
Тип сигнала	Сверхузкополосный	Сверхузкополосный	Широкополосный	Широкополосный
	(100 Гц)	(100 Гц)	(125 кГц)	(180 кГц)
Излучаемая	25мВт	25мВт	25мВт	100 мВт
мощность
Скорость передачи	100 бит/с	100 бит/с	От 300 бит/с до 5	20 кбит/с
данных			кбит/с
Двунаправленная	Почти нет	С оговорками	Есть	Есть
связь
Расстояние связи	До 30 км	До 30 км	До 30 км	До 35 км
Расстояние связи в	1-5 км	1-5 км	1-5 км	1-5 км
городе
Помехоустойчивость	Высокая	Высокая	Средняя	Средняя, с
				оговорками	44

*по материалам конференции InoThings++2018

ПРОБЛЕМА ТОЧНОЙ ЧАСТОТЫ*

25 ppm от 868 МГц = 21,7 кГц

(погрешность, вызываемая воздействием на кварцевый резонатор)

Широкополосная система

Узкополосная система

Ожидаемая частота	Реальная частота	Ожидаемая частота	Реальная частота

125 кГц

21,7 кГц

0,1 кГц

21,7 кГц

*по материалам конференции InoThings++2018

АРХИТЕКТУРА LPWAN*

46

*Возможны варианты в зависимости от конкретной ситуации

ОСОБЕННОСТИ UNB СИСТЕМ

UNB (Ultra Narrow Band) системы включают такие технологии Интернета Вещей как SigFox и Стриж. Среди их особенностей:

•Низкая скорость передачи данных

•Высокая помехозащищенность

•Проблемы с нисходящим каналом.

•Нелицензируемый диапазон (868 МГц)

•Низкое энергопотребление

47

ОСОБЕННОСТИ LORAWAN

LoRaWAN - беспроводная технология передачи небольших по объѐму данных на дальние расстояния.

Среди их особенностей:

•LoRa – тип модуляции сигнала (физический уровень), LoRaWAN

– протокол, построенная на базе физического уровня.

•Скорость передачи данных LoRaWAN работает со скоростями от 300 бит до 3 кбит/с.

•Симметричный канал связи (передача данных как с устройства на базовую станцию, так и в обратном направлении).

•При определенных настройках и определенном программном обеспечении в LoRaWAN, два оконечных устройства могут

передавать информацию друг другу, такое больше нигде не

реализуется.

48

ОСОБЕННОСТИ NB-IOT

UNB (Ultra Narrow Band) системы включают такие технологии Интернета Вещей как SigFox и Стриж. Среди их особенностей:

•Высокая скорость передачи данных

•Высокая помехозащищенность

•Симметричный канал

•Лицензируемый диапазон

•Высокое энергопотребление.

49

ПРИМЕР: РЕАЛИЗАЦИЯ УЛИЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Для того, чтобы передавать управляющие команды, нужен нисходящий канал. По причине узкополосности UNB системы не подходят для решения данной проблемы.

NB-IoT

•Использование технологии NB-IoT дает возможность организовать

двухсторонний канал

•Каждую фонарную лампу необходимо оснастить SIM-картой и оплачивать абонентскую плату (по аналогии с мобильными услугами)

LoRaWAN

•Использование технологии LoRaWAN дает возможность организовать двухсторонний канал

•Скорость передачи данных зависит от близости устройства к базовой

станции

•Во избежание коллизий эфир должен быть занят не более чем на 25%

•Лампы придется включать поочередно (при этом, в радиусе действия базовой50 станции могут быть сотни фонарей)

•Широковещательная рассылка, по сути, не поддерживается