Мир «Интернета вещей» — действительно ли он беспроводной?
Для работы всех устройств IoT теоретически можно было бы использовать кабель вроде CAT 5. Но дело в том, что суть самой концепции «интернета вещей» основывается на доступности и коммуникации девайсов в любое время. Для правильной их работы потребуется удалённый контроль и автономное функционирование. Например, если взять обычный дрон, то его управление по медному кабелю выглядело бы просто смешным и очень неудобным. Проводные соединения заняли целую эпоху в коммуникациях, и для некоторых это как ностальгия. Но беспроводные сети – намного круче! Федеральная комиссия по связи США (FCC) даже разработала план по сворачиванию проводных линий связи в пользу новых технологий.
Возвращаясь к теме Internet of Things, она базируется на беспроводных соединениях не только по соображениям удобства использования. Это тот путь, с помощью которого осуществляется взаимосвязь типа устройство-устройство (М2М). Нужно ли вам контролировать клапаны системы водоснабжения, считывать данные электрического счётчика или контролировать поток природного газа, наличие соединения — обязательное условие для эффективной и корректной работы. Единственное, с чем нужно определиться — это тип соединения. Логичным и наиболее очевидным вариантом здесь кажется обычная операторская сеть стандарта LTE, но «интернет вещей», в большинстве случаев, не потребует такой высокой пропускной способности.
В мире, где возможности сети растут с каждым днём, использование соединения с низкой пропускной способностью кажется немного странным, но на это можно взглянуть с другой стороны. Современные каналы связи рассчитаны на очень высокие объемы данных, часто являясь неэффективными и дорогими. Такой подход — явное излишество для команды вроде открытия/закрытия клапана системы водоснабжения. Безусловно, преимуществом LTE или того же Wi-fi лежит в их повсеместной распространённости. Последний вообще можно найти почти в каждом доме, и он кажется отличной базой для умного дома с набором устройств IoT. Благодаря вышеперечисленным условиям, LTE, возможно, не лучший выбор для IoT, хотя, будучи повсеместно распространённым, вполне может оказаться базовой технологией для «интернета вещей».
Беспроводной IoT и его работа
Для коммуникации вне помещения концепции Internet of Things потребуется что-то вроде LoRa – системы с низкой пропускной способностm.. Её развитием занимается альянс LoRa. Их планы основываются на использовании для сети спектра ниже гигагерца, например 109 МГц, 433 МГц, 866 МГц или 915 МГц. Эти частоты не заняты, но имеют невысокую пропускную способность.
Для соединения вне помещений существует формат SigFox. Он тоже предназначен для небольших пакетов данных. SigFox использует свободный от лицензий спектр в 915 МГц и применяет два типа PSK (фазовая манипуляция), что должно преодолеть проблему «шумов» при доставке данных. Это энергоэффективная сеть дальнего радиуса, хотя с уровнем её покрытия могут возникнуть вопросы.
Что касается умного дома, офиса или других помещений внутри зданий, для них можно использовать Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave или еще что-либо подходящее. Первые два известны всем нам по смартфонам, планшетам и ноутбукам, а вот с остальными дела обстоят немного интересней.
Что же такое ZigBee для IoT? Согласно альянсу ZigBee, это своего рода беспроводной язык, используемый для создания связи между устройствами. Описание достаточно общее и применимое к большинству протоколов. Если быть более точным, то ZigBee является сетью типа LOS со способностью передачи данных на небольшие дистанции (в пределах «зоны видимости»). Она работает в диапазоне ISM, как и Wi-Fi (для большинства стран это 2,4 ГГц, но в США и Австралии используется 915 МГц, в Китае — 784 МГц, в Европе 868 МГц). Передаваемая в IoT информация имеет небольшой объем, и ZigBee как раз и предназначен для подобных целей — передачи маленьких и эффективных всплесков данных. Также есть поддержка ячеистых сетей, что означает способность отдельных устройств не только взаимодействовать с центральным узлом, но и передавать сигнал между собой. Такой подход будет отличным способом для увеличения покрытия, если нет необходимости в высокой пропускной способности.
Сеть Z-Wave можно рассматривать как своеобразное развитие идей ZigBee с некоторыми усовершенствованиями. Она работает в диапазоне 908,42 МГц в США и 868,42 МГц в Европе. Основное предназначение Z-Wave — небольшие домашние сети, где и будут взаимодействовать устройства «интернета вещей». На сегодня есть немало технологий, которые могут стать локомотивом для концепции Internet of Things, и достаточно сложно сказать, какая из них в итоге станет победителем. Скорее всего, поддержка определённых типов сетей будет добавляться в чипы для IoT на основе потребности в них, цены и покрытия. Возможно, будут и девайсы, включающие все возможные опции для получения нужного покрытия, но и стоимость будет соответственной. Однако, для домашних устройств привлекательная цена — залог успеха. По правде, сложно себе представить, что люди будут применять дома какой-либо новый тип сети, если им это не нужно. Тем не менее, будет множество компаний, уверяющих в необходимости наличия центрального узла. Последний будут чем-то вроде переключателя, с которым устройства IoT будут «общаться» через Wi-Fi. Это уже можно видеть, и выглядит это попыткой продать как можно больше устройств для дома.
Девайсы типа high-end, скорее всего, действительно будут нуждаться в хабе. Его ролью теоретически будет являться защита в случае взлома или несанкционированного доступа. Так, если кто-либо хакнул ваш Wi-Fi, центральный узел станет еще одним устройством, которое нужно будет преодолеть для доступа, например, к термостату или выключателям света.
В случае с внешними сетями за пределами помещения, выделенные сети не лучший вариант по соображениям безопасности и надёжности. Он стоят определённую сумму денег, которую вы платите провайдеру каждый месяц, имея небольшое устройство с низким объёмом передачи данных. Здесь логичнее было бы использовать дешёвые точки доступа. Конечно, многие скажут, что хотят безопасности, но на сколько это действительно возможно?
