По материалам www.asmag.com, 04/10/23
LPWAN – глобальная сетевая технология с низким энергопотреблением, хорошо подходящая для эпохи IoT. Большинство устройств IoT питаются от батареи, поэтому экономия заряда батареи имеет жизненно важное значение.
Устройства IoT передают небольшие пакеты данных на большие расстояния – это особенно актуально в умных городах или в удаленных районах, где устройства находятся на большом расстоянии от приемников/маршрутизаторов. LPWAN, которая передает данные со скоростью от 0,3 до 50 кбит/с на расстояние от 2 до 1 000 км, стала популярной технологией подключения IoT.
В настоящее время существует три основных стандарта LPWAN: LoRaWAN, NB-IoT и Sigfox. Успешное развертывание сети IoT требует базового понимания этих технологий. Мы подробно рассмотрим каждый.
LoRaWAN
LoRaWAN – это стандарт, установленный LoRa Alliance. Согласно альянсу, спецификация LoRaWAN представляет собой сетевой протокол LPWAN, предназначенный для беспроводного подключения "вещей" с батарейным питанием к Интернету в региональных, национальных или глобальных сетях и нацеленный на ключевые требования IoT, такие как двунаправленная связь, сквозная связь, безопасность, мобильность и возможность локализации.
Основным преимуществом LoRaWAN является то, что в целом этот стандарт потребляет меньше энергии. Пользователи могут получить до 15+ лет автономной работы от устройств, подключенных к сети LoRaWAN. С другой стороны, NB-IoT предлагает только 10+. Пониженное энергопотребление также делает LoRaWAN идеальным решением для устройств, которым требуется более высокая частота обновления, поскольку оно сводит к минимуму влияние этих более высоких частот на использование аккумулятора.
Важно отметить, что связь LoRaWAN делится на три класса и энергопотребление зависит от каждого класса. В классах A и B приемные каналы или окна периодически открываются, поэтому требуется меньше энергии. В классе C приемные окна всегда открыты, что требует большей мощности.
Что касается безопасности, LoRaWAN использует Advanced Encryption Standard (AES) для защиты устройств, аутентификации и включения сквозного шифрования. Безопасность LoRaWAN использует криптографический примитив AES в сочетании с несколькими режимами работы: CMAC2 для защиты целостности и CTR3 для шифрования. Каждое устройство LoRaWAN персонализировано с помощью уникального 128-битного ключа AES и глобального уникального идентификатора (DevEUI на основе EUI-64), которые используются в процессе аутентификации.
NB-IoT
Узкополосный Интернет вещей, или (NB-IoT), – еще одна технология LPWAN. Это детище 3GPP, использующее существующую сотовую инфраструктуру. Из-за этого NB-IoT проще в развертывании, чем другие стандарты.
NB-IoT не так хорош с точки зрения времени автономной работы, в целом он обеспечивает лучшее покрытие и задержку, а благодаря низкой задержке NB-IoT вы можете быстрее отправлять большие пакеты данных. Таким образом, для устройств, которым необходимо передавать больший или более последовательный поток данных, NB-IoT – это то, что нужно.
Кроме того, NB-IoT более безопасен. Он использует 256-битное шифрование 3GPP, а не 128-битное шифрование LoRaWAN AES. Поэтому, если данные, которые вы передаете, являются конфиденциальными, NB-IoT – более надежный вариант.
Sigfox
Согласно заявленным характеристикам Sigfox, это протокол LPWAN, предназначенный для безопасного подключения датчиков и устройств с низкими затратами наиболее энергоэффективным способом для обеспечения массового IoT. Технология принадлежит компании UnaBiz, которая уже предоставила решения и услуги Sigfox более чем 1,5 тыс. B2B-клиентов, подключив более 11 млн устройств.
Протокол имеет определенные преимущества. Sigfox может похвастаться самым расширенным диапазоном сигнала из всех трех технологий. У него самые дешевые радиоустройства. Радиопротокол не требует двусторонней связи для соединения с сетью, что делает технологию более эффективной и действенной для приложений, не являющихся критическими с точки зрения безопасности. Надежность технологии Sigfox основана на повторении сигналов от нескольких базовых станций, которые, как утверждают профессионалы, при правильной разработке могут быть более надежными, чем двусторонняя связь, необходимая в сотовых сетях, и более эффективной.
Как сделать выбор?
Каждый из трех протоколов LPWAN имеет свои преимущества. В большинстве случаев они относительно взаимозаменяемы, тем не менее в некоторых случаях один превосходит другие.
LoRaWAN популярен тем, что может передавать небольшие пакеты данных на большие расстояния с небольшим зарядом батареи. Это хорошо для определенных целей. Устройства LoRa и стандарт LoRaWAN являются гибкими для использования в сельской местности или внутри помещений в широком спектре отраслей, включая умные города, дома и здания, сообщества, сельское хозяйство, интеллектуальные счетчики и коммунальные услуги, здравоохранение, окружающую среду, а также цепочки поставок и логистику. LoRaWAN можно использовать, когда нет другого сетевого подключения и когда мощность ограничена.
NB-IoT работает исключительно хорошо в условиях наличия препятствий для сигналов. Он может проникать через стены, здания и многое другое, не оказывая значительного влияния на качество обслуживания. По этой причине это лучший вариант в таких ситуациях, как умные уличные фонари, системы водоснабжения и электроснабжения, интеллектуальные парковки, которые расположены в городском ландшафте, где есть стены, бетон и другие пользователи беспроводных сетей, которые приходится преодолевать. В этих случаях NB-IoT остается надежным и успешным решением.
По материалам www.asmag.com
Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 4/2023
Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>
Фото: retail.ru
