NB-Fi
NB-Fi - это открытый протокол беспроводной передачи данных класса LPWAN (англ. - Low-power Wide-area Network — «энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия»), разработанный специально для построения распределённых сетей телеметрии, межмашинного взаимодействия и интернета вещей. NB-Fi протокол позволяет поддерживать связь с устройствами на больших расстояниях при низких затратах энергии.
Протокол NB-Fi разработан компанией WAVIoT и может функционировать как в закрытом (при наличии лицензии) так и в свободном от лицензирования спектре радиочастот (англ. - ISM band - "industrial, scientific and medical" - спектр радиочастот специально зарезервированный для интернационального использования в областях отличных от телекома, таких как: промышленное производство, исследования и медицина).
Национальный стандарт Интернета вещей
Протокол NB-Fi утвержден Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) как первый в России национальный стандарт Интернета вещей.
Инициатива создания национального стандарта принадлежит Ассоциации интернета вещей[1]. Подготовку и публикацию стандарта NB-Fi выполнил технический комитет 194 «Кибер-физические системы», созданный на базе РВК[2], совместно с компанией WAVIoT, которая уже использует протокол NB-Fi в своих устройствах.
Документ с описанием стандарта ç в течение трех месяцев публично обсуждался в отрасли, на него дали заключения ключевые участники рынка.
Предварительный национальный стандарт (ПНСТ), получивший название «Протокол беспроводной передачи данных на основе узкополосной модуляции радиосигнала (NB-Fi)», вступит в силу с 01 апреля 2019 г.[3]
Технология
В основе стандарта NB-Fi лежит использование сверхузкополосных (англ. - Ultra Narrow Band, UNB) фазоманипулированных сигналов, которые в сочетании с помехоустойчивым кодированием позволяют достигать очень высоких значений чувствительности приема (до минус 150 дБм), при этом суммарная полоса частот для одновременной передачи большого количества каналов является достаточно узкой. Это позволяет обеспечивать связь с устройствами на очень больших расстояниях от 10 км (город) до 50 км (прямая видимость).
В России NB-Fi разрешён для свободного и бесплатного использования при реализации передачи на частоте 868 МГц и ограничении мощности до 25 мВт.
Сеть NB-Fi использует топологию «звезда», где каждое устройство взаимодействует с базовой станцией напрямую.
Устройство или модем с NB-Fi модулем передает данные по радиоканалу на базовую станцию. Базовая станция принимает сигналы от всех устройств в радиусе своего действия, оцифровывает и передаёт на удалённый сервер, используя доступный канал связи (Ethernet или сотовая связь).
Для приема восходящих пакетов (UPLINK-пакетов) данных со стороны базовой станции[4] применяется принцип SDR-систем (англ. - Software Defined Radio, программно-определяемая радиосистема), где входной радиосигнал оцифровывается во всей полосе приема и в дальнейшем подвергается программной обработке.
Данные подход позволяет выполнять демодуляцию и декодирование входных пакетов данных одновременно по всем каналам во всей полосе частот. По сути, в данной системе не существует сетки каналов, пакет данных принимается базовой станцией вне зависимости от частоты, на которой выполнена отправка. Это является ключевым свойством стандарта, позволяющим использовать недорогие генераторы частоты для формирования радиосигнала, что ранее было ограничивающим фактором при использовании UNB-сигналов.
Ввиду применения простых видов модуляции UPLINK-пакеты могут быть сформированы при помощи практически любого серийного интегрального радиотрансивера. Прием UPLINK-пакетов возможен только базовой станцией. В связи с этим для реализации передачи пакетов данных в обратном, нисходящем (DOWNLINK) направлении, применяются виды модуляции и скорости передачи, поддерживаемые конкретным радиотрансивером, который используется в конечных устройствах.
Сети NB-Fi могут функционировать в любой части нелицензируемого диапазона промышленных, научных и медицинских частот (ISM).
Реализация
В настоящий момент реализация стандарта NB-Fi выполнена на микроконтроллере семейства STM32 (производитель: STMicroelectronics) с радиотрансивером AX5043 (производитель: ON Semiconductor).
Примечания
- ↑ Ассоциация интернета вещей. iotas.ru. Дата обращения: 8 февраля 2019.
- ↑ АО «Российская венчурная компания» (АО «РВК») — государственный фонд фондов и институт развития венчурного рынка Российской Федерации.
- ↑ В России принят первый национальный стандарт интернета вещей. CNews.ru. Дата обращения: 8 февраля 2019.
- ↑ WAVIoT Base Station NB-300 – WAVIoT LPWAN (англ.). WAVIoT LPWAN. Дата обращения: 18 мая 2018.