Продовження розмови про впровадження ІоТ » ..::Wireless Ukraine::..
 
 
WU#1 WU#2 WU#3 WU#4 WU#5 WU#6 WU#7 WU#8
 


Главная     Статьи     Наши награды Новости от НКРСИ     Мировые Новости     Входящие письма     Исходящие письма     Сотрудничество     Фотогалерея     Подписка     Полезные ссылки Контакты



 
Продовження розмови про впровадження ІоТ

Продовження розмови про впровадження ІоТ
Ми продовжуємо з вами розмовляти про впровадження ІоТ завдяки технології LPWAN, а якщо казати більш точніше сьогодні ми з вами будемо говорити про технологію LoRaWAN а саме щодо технічних моментів даної технології.


Це наш третій сюжет з питань впровадженні ІоТ.


Ми розглянемо такі питання, смуга радіочастотного спектру, які бувають класи у вказаній технології, які параметри треба розуміти, та для чого краще розуміти майбутнього планування та покриття у вказаній технології.

 

От же як було раніше сказано у попередніх відео, LoRaWAN - це запатентоване частотне розширення частотного спектру. Що належить компанії #Semtech (США). LoRaWAN - стандарт протоколу LPWAN, працюючий в технологічному середовищі LoRa. Устаткування в мережі LoRaWAN працює за принципом  Асинхронна відправка даних, тобто передача даних відбудеться тільки тоді, коли ці дані є. Поки пристрою нічого передавати, він "спить", економлячи енергію батарейки.


Запатентований метод модуляції дозволяє приймачам в цьому сімействі продуктів отримувати чутливість - 137dBm і - 148dBm відповідно.


В Україні технологія LoRaWAN може працювати у смузі радіочастотного 868 МГц, та 433 МГц. Смугу 433 МГц ми не будемо розглядати взагалі так як вона досить сильно завантажена.


Щодо смуги 868 МГц згідно плану використання радіочастотного спектру України під це виділено полосу шириною 600 КГц у смузі радіочастот 868.0-868.6 МГц. У міжнародному класифікаторі це Band G1.


Звертаємо вашу увагу на те, що вказаний  спектр дозволено використовувати без отримання відповідних ліцензій та дозволів, але при умові якщо обладнання внесеного до реєстру радіоелектронних засобів, яке дозволено використовуватися в Україні.


Згідно реєстру радіоелектронних засобів на сайті регулятора дозволено користування обладнання яке може використовувати ширину смуги випромінювання 125 або 250 КГц.


Перейдемо до питань щодо розгортанні мережі.

От же по суті ви маєте три канали зв’язку згідно стандарту а саме 868,1 868,3 та 868,5. Наступний канал вже 868,8 заборонено користуватися в Україні.

Вказані канали розраховані при умові праці пристроїв у смузі 125 КГц. Якщо ви будете використовувати ширину полоси 250 КГц, то ви відповідно зменшите кількість каналів зв’язку.


Також згідно стандарту система має вже вбудований канал передачі даних від гейта (базова станція) до пристрою, це канал 869,525 Тх, який також заборонено використовувати в Україні. В ньому працює оператор Інтертелеком.


Щодо технології приймача, технологія LoRa значно підвищує чутливість приймача і, аналогічно іншим методам модуляції з розширеним спектром, використовує усю ширину смуги пропускання каналу для передачі сигналу, що робить його стійким до канальних шумів і нечутливим до зміщень, викликаних неточностями в налаштуванні частот.


Технологія LoRa дозволяє здійснювати демодуляцію сигналів з рівнями на 19,5 дБ нижче рівня шумів, притому, що для правильної демодуляції більшості систем з частотною маніпуляцією FSK (від англ. FSK - frequency shift keying) потрібна потужність сигналу як мінімум на 8-10 дБ вище за рівень шуму.


Давайте розберемо три класи роботи мережі лораван, а саме  А, В, та С.


Чим вони відрізняються, та для чого вони потрібні?


Клас A, робота відбувається за принципом коли дані передаються на шлюз короткими посилками по заданому графіку. Ініціатором обміну виступає сам кінцевий пристрій. У цьому класі як правило, не вимагається отримання підтвердження свого повідомлення (тобто повідомлення без квітування).

Проте протокол передбачає і повідомлення, на які сервер додатково формує спеціальну відповідь, "квитанцію", а мережевий сервер вибирає кращий маршрут (шлюз) для відправки підтвердження у момент відкриття вузлом вікна прийому(сполучення з квітуванням).

Пристрій переходить в режим прийому (відкриває вікно прийому) відразу після відправки даних на деякий нетривалий час, в решту, триваліший час, знаходиться в режимі енергозбереження або сну(sleep).

Сервер накопичує для пристрою повідомлення і пересилає їх відразу, як пристрій виходить на зв'язок. Цей клас найбільш економічний в споживанні енергії, та найбільше застосовується при побудові мереж.


Клас В включає приймач пристрою по графіку, заданому сервером. Сервер відправляє повідомлення пристрою згідно з розкладом. Пристрої цього класу синхронізують внутрішній час з часом мережі за допомогою маяків (від англ. beacon), які регулярно отримує від шлюзу. Пристрої цього класу мають відносно низьку тимчасову затримку в обміні даними і відкривають ширше тимчасове вікно прийому, в порівнянні з класом А. Пристрій класу B також мають усі можливості пристроїв класу А.


Клас C У пристроїв цього класу вікно прийому відкрите постійно і закривається тільки на період короткочасної передачі даних. Сервер може ініціювати обмін у будь-який час, і передати повідомлення пристрою відразу, по мірі їх появи. Цей клас пристроїв споживає найбільшу кількість енергії (в порівнянні з класами A і B), тому зазвичай не використовує батарейне живлення, але отримує дані від сервера LoRaWAN мережі з найменшими затримками (lowest latency). Облаштування класу С мають усі можливості облаштувань класу А і B.


Якщо казати про мережу взагалі, то приблизно це працює так.


При відправки пакету з приладу одночасно його отримує усі доступні гейти, всі пакети складаються на лорасервері, з ідентифікатором гейту, часу, та технічними параметрами.


Наступний крок, це коли сервером аплікації по протоколу АПИ ми обираємо один з пакетів, обробляємо його та візуалізуємо.


При роботі у режимі підтвердження квитанції лораван сервер перед тим як відправити квитанцію підтвердження на прилад обирає саме той гейт де сигнал від приладу до гейту був найкращім та саме через нього відправляє підтвердження.

 

Для розуміння роботи технології нам ще знадобиться розуміти параметр SF (Spreading Factor) РАЗВЕСИТЬ КАРТИНКИ

Буквально – це коефіцієнт розширення спектру, деякий аналог індексу в модуляції.

Якщо на пальцях, то SF - це ціле число від 7 до 12, до якого прив'язаний ряд параметрів, таких як DR- Data Rate максимальна швидкість передачі, BR-bitrate розмір пакету, та Бендвичь - BW ширина смуги пропускання.

Чим більше SF тим менше швидкості передачі, але тим вище завадо захищеність. І навпаки, менше SF, вище швидкість, але менше стійкості до перешкод. До цього параметра прив'язаний так само час знаходження в ефірі.


Для розуміння використовуйте простий принцип - чим більше енергетики у біт інформації, тим далі цей біт буде передано.

Якщо у нас поганий SF=12, то пакет займе 2 секунди передачі, на SF=7 - 0,1 сек, передачі.


Досить часто мене питають, яку відстань може працювати вказаний стандарт.


Дивіться якщо ви уважно вивчите термін SF то будете розуміти, що десять кілометрів і 5 кілобіт - це в принципі несумісні речі.

Якщо базова станція навіть проб'є 10 км в нашому умовному полі, то це буде вже SF = 12 і, відповідно, 292 біт/сек швидкості. Тому, варто тверезо оцінювати технологію і її можливості.

Так, на ній можна побудувати багато що, але коли я чую про 10 або навіть 15 кілометрів в місті на 868 Мгц, я розумію, що людина з LoRa знаком лише з чуток.


Тепер уявіть, скільки пристроїв ми зможемо підключити на один гейт лораван, якщо пристрої виходять раз на годину?

Рахунок може йти на сотні. А якщо раз на добу? Тоді вже на тисячі.


Таким чином ми переходимо до наступного блоку, це планування мережі.

І про це ми з вами поговоримо вже у наступних відео.

 

https://www.youtube.com/watch?v=ftBCtcunEHA&t=304s



  • LPWAN технологій, та інші технології 3GPP Частина-2
  • Про впровадження системи LoRaWAN як складової транспортного середовища для ...
  • Що таке якість мобільного зв’язку та с чого вона складається?
  • Ліцензія, яка веде до тупику?
  • Де краще починати впроваджувати ІоТ?
  • Чи будуть працювати нові смуги радіочастот?
  • Коли в Україні буде 5G
  • МТС-Україна проводить технічне тестування телемедичної мережі
  • КОЖЕН оператор фіксованого радіодоступу 100 відсотково порушує Закон Україн ...
  • Рішення № 18 від 12.01.2012 "Про схвалення узагальнених умов застосування ...
  •  























    Украинская Баннерная Сеть


    www.tetra.net.ua



    free counters



    журнал Wireless Ukraine

    © Wireless Ukraine 2012