Downloaded 28 times
Uploaded byOntico
Сети передачи данных в Интернете вещей / Олег Артамонов (Unwired Devices LLC)
Документ обсуждает технологии передачи данных в Интернете вещей (IoT), включая критерии, которые должны выполняться для устройств, и различные протоколы связи. Рассматриваются преимущества и недостатки технологий, таких как Wi-Fi, Bluetooth, сотовая связь и специально разработанные протоколы для IoT, такие как LoRa и Sigfox. Включены также аспекты лицензирования и характеристик сигналов для различных технологий связи.
More Related Content
Similar to Сети передачи данных в Интернете вещей / Олег Артамонов (Unwired Devices LLC)
Сети передачи данных в Интернете вещей / Олег Артамонов (Unwired Devices LLC)
- 1. Сети передачи данных вИнтернете вещей Олег Артамонов Unwired Devices
- 2. Интернет вещей — это обеспечениесвязи там, где раньше это было невозможно или экономически неэффективно
- 3. Примеры? • Сельское хозяйство •Животноводство • Транспорт • Промышленность • Энергетика • ЖКХ • «Умный дом» и «умный офис»
- 4. Требования к технологии •Дешевизна —$10 за модем • Экономичность — годы на батарейке • Дальность связи — минимум сотни метров • Компактность — не больше спичечного коробка • Безлицензионность — без претензий Роскомнадзора
- 5.
- 6. Wi-Fi • Создавался длялокальных сетей • Быстрый, защищённый (в конце концов), универсальный • Ест батарейку, ест ресурсы, невысокая дальность • Battery-powered Wi-Fi — QCA 4002, ESP8266, TI CC3200, etc. Уже на батарейке, но всё ещё Wi-Fi • HaLow 802.11ah — от Wi-Fi остался один логотип
- 7. Bluetooth • Создавался длямобильных телефонов и их периферии • Куча компромиссов между скоростью, дальностью и батарейкой • Ест батарейку, ест ресурсы, невысокая дальность • Странная топология (точка-точка, 7 клиентов) • Bluetooth Low Energy (он же Bluetooth Smart) постепенно исправляет недостатки
- 8. Сотовая связь (GPRS,EDGE, 3G, LTE) • Создавалась для мобильных телефонов • В обжитых районах инфраструктура есть везде • В необжитых районах её нет и не будет • Развёртывание без лицензии невозможно • Очень неэкономична по отношению к батарейке • Весьма неэкономична по отношению к кошельку • NB-IoT — новая технология, частично совместимая с оборудованием операторов сотовой связи
- 9. Технологии для IoT Ближнегорадиуса действия < 1 км Выросли из «умного дома», конец 90-х годов • Z-Wave • ZigBee • 6LoWPAN • Thread Дальнего радиуса действия 1 — 50 км Созданы для промышленного IoT, 2010 год и позже • LoRa • Sigfox • «Стриж» • NB-IoT
- 10. «Умный дом» и«умный офис» • Самоорганизующиеся ячеистые сети • Дальность точка-точка — до десятков метров • Количество устройств в сети — сотни штук • Диапазоны 868 МГц (EU), 915 МГц (US), 2450 МГц
- 11. Z-Wave • Все уровнизакрыты • Требуется лицензия • 100-% совместимость • SoC на базе Intel 8051 • Только 868 МГц • Максимум 4 хопа • Маршрутизация source routing APP Закрытый NET Закрытый MAC Закрытый PHY 868 МГц
- 12. ZigBee • Все уровниоткрыты • Лицензия не требуется • Приложения — частичная совместимость • Любые SoC, включая Cortex-M • Диапазоны 868 МГц и 2450 МГц • Глубина сети — до 30 хопов APP Открытый NET Открытый MAC Открытый IEEE 802.15.4 PHY 868 МГц 2450 МГц
- 13. 6LoWPAN • Все уровниоткрыты • 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 APP Отсутствует NET Открытый IPv6 MAC Открытый IEEE 802.15.4 PHY 868 МГц 2450 МГц
- 14. Thread • Уровень приложенийповерх 6LoWPAN • Невнятный статус открытости (Thread Group vs. OpenThread) • Практически нулевая поддержка в индустрии APP Приоткрытый NET Открытый IPv6 MAC Открытый IEEE 802.15.4 PHY 868 МГц 2450 МГц
- 15. Дальняя связь • Сетитопологии «звезда», сотовые, иногда радиорелейные сети • Дальность точка-точка — километры • Количество устройств в сети — огромное • Диапазоны 868 МГц (EU), 915 МГц (US)
- 16. Три технологии нарынке СНГ LoRa / LoRaWAN Стриж Sigfox P.S. В следующем году обещают ещё и NB-IoT.
- 17.
- 18. Нюансы технологий SigFox СтрижLoRa/LoRaWAN NB-IoT Тип сигнала Сверхузкополосный (100 Гц) Сверхузкополосный (100 Гц) Широкополосный (125 кГц) Широкополосный (180 кГц) Излучаемая мощность 25 мВт 25 мВт 25 мВт 100 мВт Скорость передачи данных 100 бит/с 100 бит/с От 300 бит/с до 5 кбит/с 20 кбит/с Двунаправленная связь Почти нет С оговорками Есть Есть Расстояние связи До 30 км До 30 км До 30 км До 35 км Расстояние связи в городе 1-5 км 1-5 км 1-5 км 1-5 км Помехоустойчивость Высокая Высокая Средняя Средняя (но есть нюанс)
- 19. Использование спектра 500 кГц(868,7 — 869,2 МГц) 500 кГц (868,7 — 869,2 МГц) Канал 1 Канал 2 LoRa — два канала по 125 кГц Узкополосные системы — тысячи каналов по 100 Гц
- 20. Проблема точной частоты •Кварцевый резонатор — ±(10±15) ppm — $0,25 • Термокомпенсированный генератор (TCXO) — ±1 ppm — $1 • Прецизионный TCXO — ±0,2 ppm — $45 25 ppm от 868 МГц = 21,7 кГц 125 кГц Ожидаемая частота Реальная частота Широкополосная система Узкополосная система Ожидаемая частота Реальная частота 21,7 кГц21,7 кГц 0,1 кГц
- 21. Три класса устройств A B C Передаёминформацию — потом N секунд слушаем ответ БС LoRa: режим поддерживается UNB: режим поддерживается Слушаем БС по расписанию LoRa: режим поддерживается UNB: не поддерживается Слушаем БС непрерывно LoRa: режим поддерживается UNB: не поддерживается
- 22. Скорость передачи S =W × log2(1 + P/WN0) • SNR=0 дБ → ~100 бит/с • SNR=30 дБ → UNB 1 кбит/с • SNR=30 дБ → LoRa 100 кбит/с На практике: • UNB — 100 бит/с • LoRa — до 5 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
- 23. Топология сети: сотоваясеть Абоненты Другие БС сети Сервер сетиБазовая станция Sigfox Стриж LoRa (LoRaWAN) NB-IoT Облако Пользователи
- 24. Топология сети: локальнаясеть Абоненты Базовая станция Sigfox Стриж LoRa (LoRaWAN) NB-IoT Диспетчерский терминал
- 25. Топология сети: радиорелейнаясеть Абоненты Базовая станция Sigfox Стриж LoRa (LoRaWAN) NB-IoT Диспетчерский терминал
- 26.