NB-Fi

Az NB-Fi egy nyílt protokoll kis volumenű vezeték nélküli adatátvitelhez nagy távolságokon, alacsony energiaköltséggel LPWAN . Elosztott telemetriai hálózatok, gépek közötti interakció és a dolgok internete kiépítésére tervezték .

Az NB-Fi protokollt az orosz WAVIoT (Telematic Solutions LLC) cég fejlesztette ki, hogy a rádiófrekvenciák széles skáláján működjön, beleértve az engedély nélküli rádiófrekvencia-spektrumot ( angolul - ISM band - " ipari, tudományos és orvosi " - a kifejezetten nemzetközi használatra fenntartott rádiófrekvencia-spektrum a távközléstől eltérő területeken, például: ipari termelés, kutatás és orvostudomány ).

Orosz Internet of Things Standard

Az NB-Fi protokollt a Szövetségi Műszaki Szabályozási és Mérésügyi Ügynökség (Rosstandart) rendelete hagyta jóvá az Orosz Föderáció nemzeti szabványaként GOST R 70036-2022 [1] „Információs technológiák. A dolgok internete. Vezeték nélküli adatátviteli protokoll keskenysávú rádiójel-moduláción (NB-Fi)” [2] a három éves jóváhagyás eredményei alapján. A szabvány 2022. április 01-én lépett hatályba.

Az NB-Fi szabvány fejlesztése 2017-ben kezdődött. A nemzeti szabvány létrehozására irányuló kezdeményezés az Internet of Things Association [3] nevéhez fűződik . Az NB-Fi szabvány elkészítését és közzétételét az RVC [4] alapján létrehozott 194 "Cyber-physical systems" technikai bizottság végezte .

Technológia

Az NB-Fi szabvány keskeny sávú ( angol - Narrow Band) fáziseltolásos jelek használatán alapul, amelyek a zaj-immun kódolással kombinálva nagyon magas vételi érzékenységi értékek elérését teszik lehetővé (mínusz 150 dBm-ig), míg a nagyszámú csatorna egyidejű átvitelének teljes frekvenciasávja szűk. Ez lehetővé teszi az eszközökkel való kommunikációt nagyon nagy távolságokon, 10 km-től (város) 50 km-ig (látóvonal) 0,3 kbps és 50 kbps közötti átviteli sebességgel 100 Hz-es csatornánként.

Oroszországban az NB-Fi ingyenesen és ingyenesen használható, ha 868 MHz-es átvitelt hajtanak végre, és a végkészülékek teljesítményét 25 mW-ra korlátozzák.

Az NB-Fi hálózat csillag topológiát használ , ahol minden eszköz közvetlenül kommunikál a bázisállomással .

Az NB-Fi modullal rendelkező eszköz vagy modem éteren keresztül továbbítja az adatokat a bázisállomásnak. A bázisállomás a hatótávolságán belüli összes eszköztől veszi a jeleket, digitalizálja és egy elérhető kommunikációs csatorna ( Ethernet vagy cellás ) segítségével továbbítja a távoli szerverre.

A bázisállomás oldaláról felfelé irányuló adatcsomagok (UPLINK-csomagok) vételére [5] az SDR-rendszerek ( angolul - Software Defined Radio, software-defined radio system ) elvét alkalmazzák, ahol a bemenő rádiójelet digitalizálják. a teljes vételi sávban, és ezt követően szoftveres feldolgozásnak vetik alá.

Ez a megközelítés lehetővé teszi a bemeneti adatcsomagok egyidejű demodulálását és dekódolását a teljes frekvenciasáv összes csatornáján. Valójában ebben a rendszerben nincs csatornahálózat, az adatcsomagot a bázisállomás veszi, függetlenül attól, hogy milyen frekvencián küldték. Ez a szabvány kulcsfontosságú jellemzője, amely lehetővé teszi az olcsó frekvenciagenerátorok használatát az RF jelek kondicionálásához, ami korábban korlátozó tényező volt a keskeny és ultra-keskeny sávú jelek használatában.

A moduláció egyszerű típusainak köszönhetően az UPLINK csomagok szinte bármilyen soros integrált rádió adó-vevővel kialakíthatók. Az UPLINK csomagokat csak a bázisállomás tudja fogadni. Ebben a vonatkozásban az adatcsomagok fordított, lefelé irányuló (DOWNLINK) irányú átvitelének megvalósításához a végberendezésekben használt adott rádióadó-vevő által támogatott modulációs típusokat és átviteli sebességeket alkalmazzák.

Az NB-Fi hálózatok az engedély nélküli ipari, tudományos és orvosi (ISM) sáv bármely részén működhetnek.

Jellemzőit tekintve az NB-Fi jobban hasonlítható a SigFox protokollhoz, mint a széles körben használt LoRa protokollhoz, és alapvetően különbözik az NB-IoT protokolltól. [6]

A PNST 354-2019 előzetes szabványtervezet kriptográfiai elemzése [7] [8] [9] „Információs technológiák. A dolgok internete. A rádiójel keskeny sávú modulációján alapuló vezeték nélküli adatátviteli protokoll (NB-Fi)" megmutatta, hogy a protokoll számos sebezhetőséget rejt magában. [10] Az azonosított sebezhetőségeket a szabvány új verziójában javították. [2]

Megvalósítás

2022-től az NB-Fi szabvány alábbi implementációi érhetők el [11] :

• Az STM32L0x/STM32L4x család mikrovezérlőin AX5043 rádió adó-vevővel [12] (gyártó: ON Semiconductor);
• Az STM32L0x/STM32L4x család mikrovezérlőin (gyártó: STMicroelectronics ) és NB-Fi adó-vevőn [13] (gyártó: WAVIoT);
• AX8052F143 rendszer-chipre épül, AX8052 mikrokontrollerrel és AX5043 rádió adó-vevővel (gyártó: ON Semiconductor).

Lásd még

• Az NB-IoT egy cellás kommunikációs szabvány alacsony adatcsere-mennyiséggel rendelkező telemetriai eszközökhöz
• A ZigBee  - az IEEE 802.15.4 szabvány által szabályozott hálózati protokollok specifikációja népszerűbb Európában
• 6LoWPAN  – IPv6 alacsony fogyasztású vezeték nélküli személyi hálózatokon keresztül
• Az X10  egy nyílt ipari szabvány
• EnOcean  – Szabadalmaztatott alacsony fogyasztású vezeték nélküli technológia akkumulátor nélküli eszközökhöz
• INSTEON  - kettős hálózati (RF és átviteli vezetékeken keresztül) technológia
• ONE-NET ( angolul  One-Net ) – az első nyílt protokoll vezeték nélküli adatátviteli hálózathoz
• angol  DASH7  - Aktív RFID szabvány
• angol  MyriaNed  – alacsony fogyasztású, biológia által ihletett, vezeték nélküli technológia
• angol  OSIAN  – Nyílt forráskódú IPv6 automatizálási hálózat
• angol  LoRa – Kis teljesítményű, nagy hatótávolságú vezeték nélküli kommunikációs technológia
• angol  SigFox – Szabadalmaztatott, könnyű protokoll a kis üzenetek kezelésére, a kevesebb küldendő adat kevesebb energiafogyasztást, így hosszabb akkumulátor-élettartamot jelent.

Jegyzetek

1. ↑ GOST R 70036-2022 | Elektronikus Szabványbolt . www.nd.gostinfo.ru Hozzáférés időpontja: 2022. április 19. (határozatlan)
2. ↑ 1 2 Nemzeti szabvány az orosz tárgyak internete protokolljához – Rosstandart, 2022.03.15.
3. ↑ Internet of Things Association . iotas.ru. Letöltve: 2019. február 8. Az eredetiből archiválva : 2019. február 9.. (határozatlan)
4. ↑ JSC "Russian Venture Company" (JSC "RVC") - az alapok állami alapja és az Orosz Föderáció kockázati piacát fejlesztő intézet . Letöltve: 2019. február 8. Az eredetiből archiválva : 2019. február 8.. (határozatlan)
5. ↑ WAVIoT bázisállomás NB-300 - WAVIoT  LPWAN . WAVIoT LPWAN. Letöltve: 2018. május 18. Az eredetiből archiválva : 2018. május 19.
6. ↑ Az NB-Fi az első hazai IoT szabvány . Az rspectr.com portál. Letöltve: 2022. április 19. Az eredetiből archiválva : 2019. február 17. (határozatlan)
7. ↑ PNST 354-2019 | Elektronikus Szabványbolt . www.nd.gostinfo.ru Letöltve: 2022. április 19. Az eredetiből archiválva : 2022. április 19. (határozatlan)
8. ↑ https://drive.google.com/uc?id=1F7wLNisNZddHEnW7WBSoyIFXp2JBI29Z&export=download
9. ↑ NormaCS ~ Beszélgetések ~ PNST (tervezet, első kiadás). Információs technológia. A dolgok internete. Keskenysávú Internet of Things (NB-Fi) csereprotokoll . Letöltve: 2019. február 17. Az eredetiből archiválva : 2019. február 18. (határozatlan)
10. ↑ Archivált másolat . Letöltve: 2019. február 17. Az eredetiből archiválva : 2019. február 18. (határozatlan)
11. ↑ NB-Fi technológiát  támogató RF adó -vevők . nb-fi.org . Letöltve: 2022. augusztus 16.
12. ↑ AX5043, 27 MHz–1050 MHz alacsony teljesítményű RF adó-vevő amplitúdó- és frekvenciaeltolásos kulcsozással . Letöltve: 2022. augusztus 16. Az eredetiből archiválva : 2019. február 17. (határozatlan)
13. ↑ NB-Fi  adó -vevő . nb-fi.org . Letöltve: 2022. augusztus 16.