NB-Fi

NB-Fi on avoin protokolla pienten määrien langattomaan tiedonsiirtoon pitkiä matkoja alhaisilla energiakustannuksilla LPWAN . Suunniteltu rakentamaan hajautettuja telemetriaverkkoja, koneen välistä vuorovaikutusta ja esineiden Internetiä .

NB-Fi-protokollan on kehittänyt venäläinen WAVIoT (Telematic Solutions LLC) toimimaan useilla radiotaajuuksilla, mukaan lukien luvaton radiotaajuusspektri ( englanniksi - ISM band - " teollisuus, science and medical " - radiotaajuusspektri, joka on erityisesti varattu kansainväliseen käyttöön muilla kuin televiestinnän aloilla, kuten teollisuustuotanto, tutkimus ja lääketiede ).

Russian Internet of Things Standard

NB-Fi-protokolla hyväksyttiin liittovaltion teknisten määräysten ja metrologian viraston (Rosstandart) määräyksellä Venäjän federaation kansalliseksi standardiksi GOST R 70036-2022 [1] "Tietoteknologiat. Esineiden internet. Kapeakaistaiseen radiosignaalimodulaatioon (NB-Fi) perustuva langaton tiedonsiirtoprotokolla” [2] kolmen vuoden hyväksynnän tulosten perusteella. Standardi tuli voimaan 01.4.2022.

NB-Fi-standardin kehittäminen aloitettiin vuonna 2017. Aloite kansallisen standardin luomiseksi kuuluu Internet of Things Associationille [3] . NB-Fi-standardin valmistelun ja julkaisun suoritti tekninen komitea 194 "Cyber-physical systems", joka perustettiin RVC :n [4] perusteella .

Tekniikka

NB-Fi-standardi perustuu kapeakaistaisten ( englanniksi Narrow Band) vaihesiirtosignaalien käyttöön, jotka yhdessä häiriöimmuunikoodauksen kanssa mahdollistavat erittäin korkeiden vastaanottoherkkyysarvojen saavuttamisen (jopa miinus 150 dBm), kun taas useiden kanavien samanaikaisen lähetyksen kokonaistaajuuskaista on kapea. Tämä mahdollistaa viestinnän laitteiden kanssa erittäin pitkiä etäisyyksiä 10 km:stä (kaupunki) 50 km:iin (näköyhteys) lähetysnopeudella 0,3 - 50 kbps 100 Hz:n kanavaa kohti.

Venäjällä NB-Fi on vapaasti ja vapaasti käytössä toteutettaessa lähetystä 868 MHz:n taajuudella ja rajoittamalla loppulaitteiden teho 25 mW:iin.

NB-Fi-verkko käyttää tähtitopologiaa , jossa jokainen laite kommunikoi suoraan tukiaseman kanssa .

NB-Fi-moduulilla varustettu laite tai modeemi lähettää dataa langattomasti tukiasemalle. Tukiasema vastaanottaa signaaleja kaikilta toiminta-alueellaan olevilta laitteilta, digitoi ja lähettää etäpalvelimelle käytettävissä olevaa viestintäkanavaa ( Ethernet tai solukko ) käyttäen.

Uplink-datapakettien (UPLINK-pakettien) vastaanottamiseen tukiaseman puolelta [5] sovelletaan SDR-järjestelmien ( englanniksi - Software Defined Radio, software-defined radio system ) periaatetta, jossa sisääntuleva radiosignaali digitoidaan. koko vastaanottokaistalla ja sen jälkeen ohjelmiston käsittelyyn.

Tämä lähestymistapa mahdollistaa tulodatapakettien demoduloinnin ja dekoodauksen samanaikaisesti kaikilla koko taajuuskaistan kanavilla. Itse asiassa tässä järjestelmässä ei ole kanavaverkkoa, tukiasema vastaanottaa datapaketin riippumatta taajuudesta, jolla se lähetettiin. Tämä on standardin keskeinen ominaisuus, joka mahdollistaa halpojen taajuusgeneraattoreiden käytön RF-signaalin muokkaamiseen, mikä on aiemmin ollut rajoittava tekijä kapeakaistaisten ja ultrakapeakaistaisten signaalien käytössä.

Yksinkertaisten modulaatiotyyppien käytön ansiosta UPLINK-paketteja voidaan muodostaa lähes millä tahansa sarjaintegroidulla radiolähetin-vastaanottimella. Vain tukiasema voi vastaanottaa UPLINK-paketteja. Tässä suhteessa datapakettien siirtämisen toteuttamiseksi käänteisessä, alaslinkin (DOWNLINK) suunnassa, käytetään modulaatiotyyppejä ja lähetysnopeuksia, joita päätelaitteissa käytetty tietty radiolähetin-vastaanotin tukee.

NB-Fi-verkot voivat toimia millä tahansa lisensoimattoman teollisen, tieteellisen ja lääketieteellisen (ISM) taajuusalueen osilla.

Ominaisuudeltaan NB-Fi on enemmän verrattavissa SigFox-protokollaan kuin laajalti käytettyyn LoRa-protokollaan, ja se eroaa olennaisesti NB-IoT-protokollasta. [6]

Alustavan standardin PNST 354-2019 luonnoksen kryptografinen analyysi [7] [8] [9] ”Tietoteknologiat. Esineiden internet. Radiosignaalin kapeakaistamodulaatioon perustuva langaton tiedonsiirtoprotokolla (NB-Fi)" osoitti, että protokollassa on useita haavoittuvuuksia. [10] Tunnistetut haavoittuvuudet on korjattu standardin uudessa versiossa. [2]

Toteutus

Vuodesta 2022 alkaen seuraavat NB-Fi-standardin toteutukset ovat saatavilla [11] :

• STM32L0x/STM32L4x-perheen mikro-ohjaimissa, joissa on AX5043-radiolähetin-vastaanotin [12] (valmistaja: ON Semiconductor);
• STM32L0x/STM32L4x-perheen mikro-ohjaimissa (valmistaja: STMicroelectronics ) ja NB-Fi-lähetin-vastaanottimessa [13] (valmistaja: WAVIoT);
• Perustuu AX8052F143-järjestelmäpiiriin, jossa on AX8052-mikro-ohjain ja AX5043-radiolähetin-vastaanotin (valmistaja: ON Semiconductor).

Katso myös

• NB-IoT on solukkoviestintästandardi telemetrialaitteille, joilla on alhainen tiedonsiirtovolyymi
• ZigBee  - IEEE 802.15.4 -standardin säätelemä verkkoprotokollien eritelmä on suositumpi Euroopassa
• 6LoWPAN  - IPv6 pienitehoisten langattomien henkilökohtaisten verkkojen kautta
• X10  on avoin alan standardi
• EnOcean  - Patentoitu matalatehoinen langaton tekniikka akkuttomille laitteille
• INSTEON  - kaksoisverkkotekniikka (RF ja siirto voimalinjojen kautta).
• ONE-NET ( englanniksi  One-Net ) - ensimmäinen avoin protokolla langattomalle tiedonsiirtoverkolle
• Englanti  DASH7  - Aktiivinen RFID-standardi
• Englanti  MyriaNed  - pienitehoinen, biologian inspiroima langaton tekniikka
• Englanti  OSIAN  - avoimen lähdekoodin IPv6-automaatioverkko
• Englanti  LoRa – Pienitehoinen pitkän kantaman langaton viestintätekniikka
• Englanti  SigFox – Patentoitu kevyt protokolla pienten viestien käsittelemiseen, vähemmän lähetettävää dataa tarkoittaa vähemmän energiankulutusta ja siten pidempää akun käyttöikää.

Muistiinpanot

1. ↑ GOST R 70036-2022 | Elektronisten standardien kauppa . www.nd.gostinfo.ru Käyttöönottopäivä: 19.4.2022. (määrätön)
2. ↑ 1 2 Kansallinen standardi Venäjän esineiden Internet-protokollalle - Rosstandart, 15.3.2022
3. ↑ Esineiden Internet -yhdistys . iotas.ru. Haettu 8. helmikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 9. helmikuuta 2019. (määrätön)
4. ↑ JSC "Russian Venture Company" (JSC "RVC") - valtion rahastorahasto ja Venäjän federaation pääomasijoitusmarkkinoiden kehittämisinstituutti . Haettu 8. helmikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 8. helmikuuta 2019. (määrätön)
5. ↑ WAVIoT-tukiasema NB-300 - WAVIoT  LPWAN . WAVIoT LPWAN. Haettu 18. toukokuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 19. toukokuuta 2018.
6. ↑ NB-Fi on ensimmäinen kotimainen IoT-standardi . Portaali rspectr.com. Haettu 19. huhtikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 17. helmikuuta 2019. (määrätön)
7. ↑ PNST 354-2019 | Elektronisten standardien kauppa . www.nd.gostinfo.ru Haettu 19. huhtikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 19. huhtikuuta 2022. (määrätön)
8. ↑ https://drive.google.com/uc?id=1F7wLNisNZddHEnW7WBSoyIFXp2JBI29Z&export=download
9. ↑ NormaCS ~ Keskustelut ~ PNST (luonnos, ensimmäinen painos). Tietotekniikka. Esineiden internet. Kapeakaistainen esineiden internet (NB-Fi) vaihtoprotokolla . Haettu 17. helmikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 18. helmikuuta 2019. (määrätön)
10. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 17. helmikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 18. helmikuuta 2019. (määrätön)
11. ↑ NB-Fi-tekniikkaa  tukevat RF-lähetin-vastaanottimet . nb-fi.org . Haettu: 16. elokuuta 2022.
12. ↑ AX5043, 27 MHz - 1050 MHz Pienitehoinen RF-lähetin-vastaanotin, joka käyttää amplitudi- ja taajuusmuutosnäppäimiä . Haettu 16. elokuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 17. helmikuuta 2019. (määrätön)
13. ↑ NB-Fi-  lähetin -vastaanotin . nb-fi.org . Haettu: 16. elokuuta 2022.