Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
2016
Технологии
«Интернета вещей»
Олег Артамонов
Генеральный директор Unwired Device...
БАЗОВЫЕ АРХИТЕКТУРЫ
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ
—
ЭТО ОБЕСПЕЧЕНИЕ СВЯЗИ ТАМ,
ГДЕ РАНЬШЕ ЭТО БЫЛО
НЕВОЗМОЖНО
ИЛИ
ЭКОНОМИЧЕСКИ НЕЭФФЕКТИВНО
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Интернет вещей
Обычный интернет:
• Взаимодействие человек-человек
• Межмашинное взаи...
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Управление уличным освещением
6LoWPAN ячеистая сеть
3G или LoRa
Уличный узел управле...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Умный город: комплексная система
Датчик заполнения
контейнера ТБО
Сеть LoRa или
3G
П...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Умный город: комплексная система
Получение информации с датчиков в режиме, близком к...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Уличная лампа: образец
Мощность от 40 до 300 Вт, 4000 – 32000 лм
Возможность подключ...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Сбор информации со счётчиков
Лучшее покрытие сети внутри здания
Различные типы канал...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Адаптивное офисное DC освещение
230 VAC линия
AC-DC блок питания
DC LED лампы
Без бл...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Адаптивное офисное освещение
• Постоянный уровень освещенности рабочего места
• Авто...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Умная и экономная парковка
LED-лампы
С интегрированными Bluetooth-маяками
Ультразвук...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Умное сельское хозяйство
• Мониторинг влажности почвы
• Мониторинг теплиц: влажность...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Умное сельское хозяйство
• Мониторинг хранилищ
• Температурный мониторинг
кагатов: о...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Мониторинг в животноводстве
• Температура тела
• Двигательная активность
• Частота и...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Замена проводных систем КИПиА
• Резкое удешевление систем за счёт отказа от
слаботоч...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Мониторинг подвижных объектов
• Мониторинг в реальном времени
транспортной, строител...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Системы мониторинга ЛЭП
• Напряжение: локализация обрывов и краж проводов
• Электром...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Системы мониторинга ЛЭП
• GPRS/3G: дорого и не везде есть
• Оптическая линия: очень ...
ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Технологии связи в IoT
Для
потребительских
устройств
Ближнего
радиуса
(< 1 км)
Дальн...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Сети «звезда»
Роутер
Cеть
Wi-Fi
Ethernet /
GPoN / etc.
Устройство Wi-Fi
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Ячеистые сети
Граничный
маршрутизатор
IPv4/IPv6
Ethernet/Wi-Fi
Узел
IPv6
радиоканал
...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Гетерогенные сети
Пограничный
маршрутизатор
LoRa
сеть
IPv6
RF Mesh
6LoWPAN
сеть
IPv4...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Wi-Fi
• Разрабатывался для мультимедиа-данных
• Очень высокая скорость
• Низкая даль...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Bluetooth
• Разрабатывался для аудиоданных
• Высокая скорость
• Низкая дальность
• К...
ТЕХНОЛОГИИ БЛИЖНЕЙ СВЯЗИ
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Технологии ближней связи
• Дистанции масштаба 2…200 м
• Технологии ячеистых сетей дл...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Z-Wave
• Все уровни закрыты
• Требуется лицензия
• 100-% совместимость
• SoC на базе...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
ZigBee
• Все уровни открыты
• Лицензия не требуется
• Приложения — частичная
совмест...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
6LoWPAN
• Все уровни открыты
• Лицензия не требуется
• Приложения — не стандартизиро...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Thread
• Уровень приложений поверх
6LoWPAN
• Практически нулевая поддержка в
индустр...
ТЕХНОЛОГИИ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Технологии дальней связи
• Дистанции масштаба 1…20 км
• Сети топологии «звезда»
• Гл...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Три технологии на рынке СНГ
LoRa / LoRaWAN Стриж Sigfox
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Три технологии на рынке СНГ
Чип
Протокол связи
Базовая
станция
Конечные
устройства
С...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Основные параметры
LoRa
(Semtech)
SigFox Marcato 2.0
(Стриж)
Тип сигнала Широкополос...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Использование радиочастотного спектра
500 кГц (868,7 — 869,2 МГц)
500 кГц (868,7 — 8...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Разделение устройств в LoRa
1. Частотное разделение (FDMA) — возможно, но практическ...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Разделение устройств в UNB-системах
1. Частотное разделение (FDMA) — широко использу...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Разделение устройств в UNB-системах
1. Частотное разделение (FDMA) — широко использу...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Разделение устройств в UNB-системах
1. Частотное разделение (FDMA) — широко использу...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Проблема точной частоты
• Кварцевый резонатор — ±(10±15) ppm — ±(0,001±0,0015) % — $...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Проблема точной частоты в UNB-системах
• Погрешность установки частоты в сотни раз б...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Классы абонентских устройств
A
B
C
Передаём информацию — потом N секунд слушаем отве...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Скорость и помехозащищённость
S = W × log2(1 + P/WN0)
S — скорость передачи данных, ...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Скорость и помехозащищённость
S = W × log2(1 + P/WN0)
LoRa UNB
• Мощная узкополосная...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Скорость и помехозащищённость
S = W × log2(1 + P/WN0)
• При SNR=0 дБ обе технологии ...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Энергопотребление
• Обратно пропорционально времени,
проводимому в эфире
• Время в э...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Защита данных
• Традиционные схемы шифрования (DTLS, IPsec) ресурсоёмки и неэффектив...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Бизнес-модели: сеть LPWAN
• Множество базовых станций
• Сплошное покрытие больших те...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Бизнес-модели: локальная сеть
• Одна базовая станция
• Покрытие одного объекта: заво...
www.unwireddevices.com
info@unwds.com
Бизнес-модели: радиорелейная сеть
• Базовые станции не требуются
• Передача низкоско...
Спасибо!
oleg@unwds.com
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Unwired Devices — Технологии Интернета вещей

952 views

Published on

Слайды к лекции в Университете менеджмента Алматы, август 2016. Применение IoT в промышленности и сельском хозяйстве, сравнение различных технологий связи в Интернете вещей.

Published in: Education
  • Be the first to comment

Unwired Devices — Технологии Интернета вещей

  1. 1. www.unwireddevices.com info@unwds.com 2016 Технологии «Интернета вещей» Олег Артамонов Генеральный директор Unwired Devices LLC
  2. 2. БАЗОВЫЕ АРХИТЕКТУРЫ
  3. 3. ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ — ЭТО ОБЕСПЕЧЕНИЕ СВЯЗИ ТАМ, ГДЕ РАНЬШЕ ЭТО БЫЛО НЕВОЗМОЖНО ИЛИ ЭКОНОМИЧЕСКИ НЕЭФФЕКТИВНО
  4. 4. www.unwireddevices.com info@unwds.com Интернет вещей Обычный интернет: • Взаимодействие человек-человек • Межмашинное взаимодействие использует протоколы, специфичные для двух конкретных устройства Интернет вещей: • Взаимодействие человек-машина и машина-машина • Межмашинное взаимодействие использует стандартные, открытые для сторонних подключений протоколы
  5. 5. ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
  6. 6. www.unwireddevices.com info@unwds.com Управление уличным освещением 6LoWPAN ячеистая сеть 3G или LoRa Уличный узел управления Самоформирующаяся и само- поддерживающаяся ячеистая сеть Передача данных для других устройств Туманные вычисления Простое развертывание сети Статистика работы ламп и сети, сообщения о неполадках ламп Интеграция с существующими системами Безлицензионный диапазон 868 МГц Вкл, выкл, диммирование, расписание Ограничение мощности ламп
  7. 7. www.unwireddevices.com info@unwds.com Умный город: комплексная система Датчик заполнения контейнера ТБО Сеть LoRa или 3G Передатчик 3G/LoRa Приёмник 6LoWPAN Сеть 6LoWPAN Датчик качества воздуха Управляемая лампа Сеть 6LoWPAN Сеть 6LoWPAN Управляемая лампа Управляемая лампа В отличие от традиционных АСУНО, беспроводная ячеистая сеть может использоваться для сбора данных с различных типов датчиков, включая датчики дорожного трафика, состояния окружающей среды, заполнения мусорных контейнеров, датчики контроля доступа и другие. Управляемая лампа Датчик дорожного трафика
  8. 8. www.unwireddevices.com info@unwds.com Умный город: комплексная система Получение информации с датчиков в режиме, близком к реальному времени, позволяет управляющим компаниям оптимизировать свою работу и с опережением реагировать на возможные нештатные ситуации
  9. 9. www.unwireddevices.com info@unwds.com Уличная лампа: образец Мощность от 40 до 300 Вт, 4000 – 32000 лм Возможность подключения внешних датчиков Светодиоды Philips с линзами LEDIL Встроенный модуль сети 6LowPAN или LoRa Корпус из анодированного алюминия Простота установки и обслуживания В сотрудничестве с компанией «Зелёная лампа». Больше моделей ламп — на greenlamp.pro 120 лм/Вт, дизайн запатентова
  10. 10. www.unwireddevices.com info@unwds.com Сбор информации со счётчиков Лучшее покрытие сети внутри здания Различные типы каналов передачи данных Упрощение управления сетью Сеть LoRa или 3G Антенна на крыше здания Ячеистая сеть 6LoWPAN Внутри здания Ячеистая сеть 6LoWPAN Различные типы счётчиков Со встроенным или внешним модемом 6LoWPAN Лучшее расположение антенны Интеграция с инфраструктурой «умного дома» и «умного офиса» на базе 6LoWPAN Диапазоны 2450 МГц или 868 МГц Удалённый контроль счётчиков: калибровка, проверка исправности, контроль пломбировки Интеграция с другими типами датчиков (например, контроля доступа)
  11. 11. www.unwireddevices.com info@unwds.com Адаптивное офисное DC освещение 230 VAC линия AC-DC блок питания DC LED лампы Без блоков питания 48 VDC питание DC диммер с радио Питание LED Индивидуальные датчики освещенности и диммеры Автоматическая регулировка яркости Упрощение монтажа Высокая электробезопасность
  12. 12. www.unwireddevices.com info@unwds.com Адаптивное офисное освещение • Постоянный уровень освещенности рабочего места • Автоматическое диммирование в зависимости от яркости естественного освещения • Экономия электроэнергии до 45 % • Портативные датчики освещенности и диммеры с питанием от батарейки 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 Естественное освещение Адаптивное искусственное освещение дождьсолнечнорассвет облачно закат
  13. 13. www.unwireddevices.com info@unwds.com Умная и экономная парковка LED-лампы С интегрированными Bluetooth-маяками Ультразвуковые датчики До 4 датчиков на лампу Датчики окружающей среды CO, CO2, другие газы, температура, влажность • Оптимизация отопления и освещения парковки • Дополнительный сервис: «Найди мою машину» • Интеграция датчиков со светодиодными лампами освещения • Нет нужды в слаботочной проводке
  14. 14. www.unwireddevices.com info@unwds.com Умное сельское хозяйство • Мониторинг влажности почвы • Мониторинг теплиц: влажность почвы и воздуха, содержание CO2, освещённость • Автоматическое управление климатом Оптимизация полива на открытых почвах, повышение энергетической эффективности в теплицах
  15. 15. www.unwireddevices.com info@unwds.com Умное сельское хозяйство • Мониторинг хранилищ • Температурный мониторинг кагатов: определение начала гниения до самовозгорания кагата Предупреждение порчи зерновых, овощей и корнеплодов за счёт точного мониторинга температуры в реальном времени, в том числе — внутри многометровой толщи.
  16. 16. www.unwireddevices.com info@unwds.com Мониторинг в животноводстве • Температура тела • Двигательная активность • Частота и длительность кормления Автоматический мониторинг состояния крупных животных — раннее обнаружение заболеваний, достоверное определение периода охоты, отслеживание изменений в поведении при изменении корма, пастбища, условий и т.п.
  17. 17. www.unwireddevices.com info@unwds.com Замена проводных систем КИПиА • Резкое удешевление систем за счёт отказа от слаботочных проводных линий • Мониторинг устройств, технически недоступных для подведения проводных линий • Сбор данных с больших площадей, вплоть до десятков квадратных километров
  18. 18. www.unwireddevices.com info@unwds.com Мониторинг подвижных объектов • Мониторинг в реальном времени транспортной, строительной, карьерной техники • Мониторинг параметров работы, включая температуры, вибрацию, энергопотребление, расход жидкостей, давление и так далее • Предсказание отказов на основании данных мониторинга • Отложенный мониторинг: снятие данных при заезде техники в депо / цех / стоянку
  19. 19. www.unwireddevices.com info@unwds.com Системы мониторинга ЛЭП • Напряжение: локализация обрывов и краж проводов • Электромагнитные помехи: локализация коронных разрядов на изоляторах • Натяжение или угол наклона провода: локализация обледенения Датчики с автономным питанием устанавливаются каждые 1-3 км. Главная проблема — передать данные с них диспетчеру.
  20. 20. www.unwireddevices.com info@unwds.com Системы мониторинга ЛЭП • GPRS/3G: дорого и не везде есть • Оптическая линия: очень дорого • PLC: требует электрического подключения к проводу ЛЭП • Радиорелейная сеть на базе LoRa: – Дёшево и надёжно – Работает от солнечных батарей – Не требует подключения к проводам ЛЭП Базовая станция интернет Пункты мониторинга на опорах ЛЭП LoRa LoRa LoRa LoRa LoRa 1-3 км
  21. 21. ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
  22. 22. www.unwireddevices.com info@unwds.com Технологии связи в IoT Для потребительских устройств Ближнего радиуса (< 1 км) Дальнего радиуса (1-50 км) Wi-Fi Bluetooth Z-Wave ZigBee 6LoWPAN Thread Sigfox Стриж LoRa LTE-M Низкое энергопотребление Топология «ячеистая сеть» Высокая скорость Невысокая дальность Топологии «звезда» или «точка-точка» Низкое энергопотребление Очень высокая дальность Топология «звезда»
  23. 23. www.unwireddevices.com info@unwds.com Сети «звезда» Роутер Cеть Wi-Fi Ethernet / GPoN / etc. Устройство Wi-Fi
  24. 24. www.unwireddevices.com info@unwds.com Ячеистые сети Граничный маршрутизатор IPv4/IPv6 Ethernet/Wi-Fi Узел IPv6 радиоканал Сеть 6LoWPAN
  25. 25. www.unwireddevices.com info@unwds.com Гетерогенные сети Пограничный маршрутизатор LoRa сеть IPv6 RF Mesh 6LoWPAN сеть IPv4/IPv6 Ethernet/Wi-Fi узел LoRa узел
  26. 26. www.unwireddevices.com info@unwds.com Wi-Fi • Разрабатывался для мультимедиа-данных • Очень высокая скорость • Низкая дальность • Очень высокое энергопотребление • Небольшое количество клиентов на одном роутере • Диапазон 2450 МГц и выше • Топология «звезда» • Попытки пристроить в IoT: ESP8266, QCA 4002 и другие решения класса «Wi-Fi на батарейках», ячеистые сети
  27. 27. www.unwireddevices.com info@unwds.com Bluetooth • Разрабатывался для аудиоданных • Высокая скорость • Низкая дальность • Компромисс между скоростью, дальностью и энергопотреблением (Bluetooth Low Energy) • Только 2450 МГц • Топология «точка-точка» • Максимум 7 устройств
  28. 28. ТЕХНОЛОГИИ БЛИЖНЕЙ СВЯЗИ
  29. 29. www.unwireddevices.com info@unwds.com Технологии ближней связи • Дистанции масштаба 2…200 м • Технологии ячеистых сетей для покрытия большой территории • Области применения — от умного дома до умного здания
  30. 30. www.unwireddevices.com info@unwds.com Z-Wave • Все уровни закрыты • Требуется лицензия • 100-% совместимость • SoC на базе Intel 8051 • Только 868 МГц • Максимум 4 хопа • Маршрутизация source routing868 МГц Проприетарный Проприетарный Проприетарный PHY MAC NET APP
  31. 31. www.unwireddevices.com info@unwds.com ZigBee • Все уровни открыты • Лицензия не требуется • Приложения — частичная совместимость • Любые SoC, включая Cortex-M • Диапазоны 868 МГц и 2450 МГц • Глубина сети — до 30 хопов868 МГц 2450 МГц IEEE 802.15.4 Открытый Открытый PHY MAC NET APP
  32. 32. www.unwireddevices.com info@unwds.com 6LoWPAN • Все уровни открыты • Лицензия не требуется • Приложения — не стандартизированы • MAC-адреса, IP-адреса, сокеты • Стыковка с обычными IP-сетями • Любые SoC, включая Cortex-M • Диапазоны 868 МГц и 2450 МГц • Глубина сети — более 200 хопов 868 МГц 2450 МГц IEEE 802.15.4 IPv6 PHY MAC NET APP
  33. 33. www.unwireddevices.com info@unwds.com Thread • Уровень приложений поверх 6LoWPAN • Практически нулевая поддержка в индустрии 868 МГц 2450 МГц IEEE 802.15.4 IPv6 Проприетарный PHY MAC NET APP
  34. 34. ТЕХНОЛОГИИ ДАЛЬНЕЙ СВЯЗИ
  35. 35. www.unwireddevices.com info@unwds.com Технологии дальней связи • Дистанции масштаба 1…20 км • Сети топологии «звезда» • Глобальные сотовые сети для покрытия масштаба мегаполиса • Области применения — городское и сельское хозяйство, промышленность
  36. 36. www.unwireddevices.com info@unwds.com Три технологии на рынке СНГ LoRa / LoRaWAN Стриж Sigfox
  37. 37. www.unwireddevices.com info@unwds.com Три технологии на рынке СНГ Чип Протокол связи Базовая станция Конечные устройства Сеть передачи данных Чип Протокол связи Базовая станция Конечные устройства Сеть передачи данных Чип Протокол связи Базовая станция Конечные устройства Сеть передачи данных Система управления Система управления Система управления
  38. 38. www.unwireddevices.com info@unwds.com Основные параметры LoRa (Semtech) SigFox Marcato 2.0 (Стриж) Тип сигнала Широкополосный (125 или 250 кГц) Узкополосный UNB (100 Гц) Узкополосный UNB (100 Гц) Излучаемая мощность 25 мВт 25 мВт 25 мВт Скорость передачи данных От 50 бит/с до 37,5 кбит/с 100 бит/с 100 бит/с* Двунаправленная связь Полудуплекс С ограничениями Полудуплекс* Расстояние связи До 30 км До 30 км До 30 км* Расстояние связи в городе 1-8 км 1-8 км 1-8 км* Число абонентов одной базовой станции Десятки тысяч Десятки тысяч Десятки тысяч* * — компания не публикует детальные данные, которые позволили бы точно определить реальные характеристики оборудования, в открытом доступе
  39. 39. www.unwireddevices.com info@unwds.com Использование радиочастотного спектра 500 кГц (868,7 — 869,2 МГц) 500 кГц (868,7 — 869,2 МГц) Канал 1 Канал 2 Канал 3 LoRa — три канала по 125 кГц Узкополосные системы — тысячи каналов по 100 Гц
  40. 40. www.unwireddevices.com info@unwds.com Разделение устройств в LoRa 1. Частотное разделение (FDMA) — возможно, но практически не используется 2. Временное разделение (TDMA) — широко используется 3. Кодовое разделение (CDMA) — широко используется 1 2 3 Радиотракт r1 r2 r3 Демодулятор CDMA Демодулятор CDMA Демодулятор CDMA Цифровой интерфейс Один чип Semtech SX1301 или несколько SX127x Несколько устройств на одной частоте, но с разной модуляцией
  41. 41. www.unwireddevices.com info@unwds.com Разделение устройств в UNB-системах 1. Частотное разделение (FDMA) — широко используется 2. Временное разделение (TDMA) — широко используется 3. Кодовое разделение (CDMA) — невозможно 1 2 3 Радиотракт f1 f2 f3 Демодулятор Цифровой интерфейс На выходе обычного демодулятора сигналы сложатся, образуя кашу GARBAGE IN — GARBAGE OUT Несколько устройств на разных частотах одновременно
  42. 42. www.unwireddevices.com info@unwds.com Разделение устройств в UNB-системах 1. Частотное разделение (FDMA) — широко используется 2. Временное разделение (TDMA) — широко используется 3. Кодовое разделение (CDMA) — невозможно 1 2 3 Радиотракт f1 f2 f3 Демодулятор Цифровой интерфейс Несколько устройств на разных частотах одновременно Радиотракт Радиотракт Демодулятор Демодулятор Многоканальный программируемый приёмник с быстрой перестройкой частоты
  43. 43. www.unwireddevices.com info@unwds.com Разделение устройств в UNB-системах 1. Частотное разделение (FDMA) — широко используется 2. Временное разделение (TDMA) — широко используется 3. Кодовое разделение (CDMA) — невозможно 1 2 3 Радиотракт f1 f2 f3 Демодулятор Цифровой интерфейс Цифровой приёмник со спектральным анализом радиосигнала в реальном времени БПФ Несколько устройств на разных частотах одновременно Демодулятор Демодулятор
  44. 44. www.unwireddevices.com info@unwds.com Проблема точной частоты • Кварцевый резонатор — ±(10±15) ppm — ±(0,001±0,0015) % — $0,25 • Термокомпенсированный генератор (TCXO) — ±1 ppm — $1 • Прецизионный TCXO — ±0,2 ppm — $45 ±0,0025 % от 868 МГц = ±21,7 кГц 125 кГц Ожидаемая частота Реальная частота LoRa UNB Ожидаемая частота Реальная частота 21,7 кГц21,7 кГц 0,1 кГц
  45. 45. www.unwireddevices.com info@unwds.com Проблема точной частоты в UNB-системах • Погрешность установки частоты в сотни раз больше ширины канала • Мы не знаем, на какой частоте выйдет в эфир абонентское устройство • Мы не знаем, на какой частоте оно ожидает ответ от базовой станции • Базовая станция обязана иметь широкополосный приёмник • Точное и предопределённое разделение множества абонентских устройств по частотам невозможно • Базовая станция должна вычислять, на какой частоте вышло в эфир абонентское устройство • Базовая станция должна отвечать абонентскому устройству на той же частоте
  46. 46. www.unwireddevices.com info@unwds.com Классы абонентских устройств A B C Передаём информацию — потом N секунд слушаем ответ БС LoRa: режим поддерживается UNB: режим поддерживается Слушаем БС по расписанию LoRa: режим поддерживается UNB: с большими оговорками Слушаем БС непрерывно LoRa: режим поддерживается UNB: с большими оговорками
  47. 47. www.unwireddevices.com info@unwds.com Скорость и помехозащищённость S = W × log2(1 + P/WN0) S — скорость передачи данных, бит/с W — ширина канала передачи, Гц P — мощность сигнала в канале приёмника, Вт N0 — плотность шума в канале приёмника, Вт/Гц Предел Шеннона
  48. 48. www.unwireddevices.com info@unwds.com Скорость и помехозащищённость S = W × log2(1 + P/WN0) LoRa UNB • Мощная узкополосная помеха и слабая широкополосная влияют одинаково • Две соседние БС, работающие на одной частоте, создают друг для друга широкополосную помеху • При использовании ПСПЧ абонентское устройство может уйти от узкополосной помехи • Широкополосная помеха на абонентское устройство влияет слабо • Как влияют помехи на БС с широкополосным приёмником — зависит от реализации БС
  49. 49. www.unwireddevices.com info@unwds.com Скорость и помехозащищённость S = W × log2(1 + P/WN0) • При SNR=0 дБ обе технологии имеют сравнимые ограничения (~100 бит/с) • При SNR=60 дБ технология UNB имеет теоретический предел 2 кбит/с • Уже при SNR=30 дБ технология LoRa имеет теоретический предел 100 кбит/с • На практике LoRa поддерживает скорости до 50 кбит/с 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 0 10 20 30 40 50 60 ПределШеннона,бит/с Отношение сигнал/шум, дБ Предел Шеннона для технологий UNB и LoRa UNB 100 Гц LoRa 125 кГц
  50. 50. www.unwireddevices.com info@unwds.com Энергопотребление • Обратно пропорционально времени, проводимому в эфире • Время в эфире = объём данных / скорость • LoRa сильно выигрывает у UNB на небольших дистанциях • LoRa немного проигрывает UNB на больших дистанциях из-за длинной преамбулы 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 0 10 20 30 40 50 60 ПределШеннона,бит/с Отношение сигнал/шум, дБ Предел Шеннона для технологий UNB и LoRa UNB 100 Гц LoRa 125 кГц
  51. 51. www.unwireddevices.com info@unwds.com Защита данных • Традиционные схемы шифрования (DTLS, IPsec) ресурсоёмки и неэффективны • Защита от прослушивания — шифрование пользовательских данных • Защита от подделки пакетов — подпись пакета • LoRaWAN: ключ шифрования, индивидуальный для каждого устройства Преамбула Подпись Сетевой заголовок Пользовательские данные Контрольная сумма подписано зашифровано
  52. 52. www.unwireddevices.com info@unwds.com Бизнес-модели: сеть LPWAN • Множество базовых станций • Сплошное покрытие больших территорий — включая мегаполисы • Оператор сети и владельцы конечных устройств — разные люди • Требуется центральный сервер управления сетью Конечное устройство Зона покрытия БС LoRa SigFox Стриж
  53. 53. www.unwireddevices.com info@unwds.com Бизнес-модели: локальная сеть • Одна базовая станция • Покрытие одного объекта: завода, бизнес-центра, микрорайона • Владелец конечных устройств является оператором сети • Центральный сервер управления сетью не требуется Конечное устройство Зона покрытия БС LoRa SigFox Стриж
  54. 54. www.unwireddevices.com info@unwds.com Бизнес-модели: радиорелейная сеть • Базовые станции не требуются • Передача низкоскоростной телеметрии вдоль протяжённых объектов: трубопроводов, ЛЭП, железных дорог • Организация большой сети покрытия с низкой плотностью абонентов • Владелец конечных устройств является оператором сети • Центральный сервер управления сетью не требуется Конечное устройство LoRa SigFox Стриж
  55. 55. Спасибо! oleg@unwds.com

×