Интернет вещей (от англ. Internet of Things или сокращ. IoT) представляет собой систему окружающих вас устройств, подключенных к друг другу и к сети Интернет. На сегодняшний момент эта отрасль стремительно развивается революционными скачками. Такой технический прогресс в эволюции человечества сравним разве что с изобретением парового двигателя или последующей индустриализацией электричества. К этому дню цифровая трансформация полностью видоизменяет самые различные отрасли в экономической области и трансформирует наше привычное окружение. При этом, как очень часто бывает в таких случаях, будучи в начале пути, окончательный эффект всех превращений трудно спрогнозировать.
Процесс, который уже запущен, скорее всего, не может быть равномерным и на данном этапе некоторые рыночные отрасли, оказываются, в большей степени готовы к изменениям, чем некоторые другие. К первым отраслям следует отнести потребительскую электронику, транспортные средства, логистику, финансовый и банковский сектор; ко вторым можно отнести сельское хозяйство и.т.п. Хотя стоит отметить, что и в этом направлении разработаны успешные пилотные проекты, которые впоследствии обещают принести довольно значимые результаты.
Проект под названием TracoVino, является одной из первых попыток внедрить интернет вещей в знаменитой долине Мозеля, которая к тому же носит звание старейшего винодельческого региона в современной Германии. В основе решения заложена облачная платформа, которая будет автоматизировать все процессы в винограднике, начиная от выращивания продукта до его окончательно бутилирования. Информация, необходимая для принятия решений, будет поступать в электронную систему от нескольких типов датчиков. Кроме определения температуры, влажности почвы и наблюдения за окружающей средой, датчики смогут определять количество полученной солнечной радиации, кислотность земли и содержание в ней различных биогенных веществ. Что это может дать в конце? А то, что компания не только позволит виноделам получать общую картину о состоянии их виноградника, но и анализировать его некоторые области. В конечном счёте, это предоставит возможность людям заблаговременно выявлять проблемы, получать полезную информацию о возможном заражении и даже получить прогноз о возможном качестве и общем количестве вина. Виноделы смогут заключать с бизнес партнёрами форвардные контракты.
Какие ещё области можно подсоединить к такой инновации?
К наиболее развитым сценариям использования IoT, нужно конечно отнести «умные города». Согласно изученным данным, которые были получены от различных компаний, таких как Beecham Research, Pike Research, iSupply Telematics, а также министерства транспорта США, на сегодняшний момент в рамках реализации данных проектов по всему миру насчитывается порядка миллиарда технических устройств, которые отвечают за те или иные функции в системах снабжения водой, управления городским транспортом, общественным здравоохранением и безопасностью. Сюда следует отнести умные парковки, которые оптимизируют использование стояночных мест, интеллектуальные системы водоснабжения, которые мониторят качество потребляемой жителями города воды, умные автотранспортные остановки, которые позволяют получить детальные сведения о времени ожидания нужного транспорта и многое другое.
В промышленной сфере уже работают сотни миллионов устройств, которые готовы к подключению. Среди таких систем можно выделить системы умного технического обслуживания и ремонта, логистического учёта и безопасности, интеллектуальные насосы, компрессоры и клапаны. Огромное количество разнообразных устройств уже давно задействовано в энергетической сфере и системе ЖКХ - это многочисленные счётчики, элементы автоматики распределительных сетей, оборудование для потребительских нужд, электрозарядная инфраструктура, а также техническое обеспечение для возобновляемых и распределяемых источников питания. В медицинской области к интернету вещей на данный момент подключаются и будут у будущем подключены диагностические средства, мобильные лаборатории, имплантаты различных направлений, технические устройства для расширения телемедицины.
Перспективы количества подключенных устройств к интернету в будущем
По различным наблюдениям в ближайшем будущем количество технических подключений будет соразмерно увеличиваться и составит рост в 25% каждый год. А вообще к 2021 году в мире будет насчитываться порядка 28 миллиардов подключённых гаджетов и устройств. Из всей этой суммы всего лишь 13 миллиардов будет приходиться на привычные потребительские девайсы, такие как телефоны, планшеты, ноутбуки и компьютеры. А остальные 15 миллиардов устройств будут представлены пользовательскими и промышленными устройствами. Сюда можно отнести различные датчики, терминалы для продаж, автомашины, табло и т.п.
Несмотря на то, что приведённые выше данные из ближайшего будущего поражают умственное воображение, всё же и они не являются окончательной цифрой. Интернет вещей будет внедряться с каждым разом всё активнее и активнее, и чем дальше, тем больше устройств (простых или сложных) придётся подключить. По мере того, как развиваются человеческие технологии, а особенно под влиянием запуска инновационных сетей 5G после 2020 года, общий прирост подключённой техники будет шагать стремительными темпами и очень быстро достигнет цифры в 50 млрд.
Массовый характер подключений к сети, а также многочисленные сценарии использования, диктуют новые требования к технологии IoT по самому широкому диапазону. Скорость передачи информации, всякого рода задержки, а также надёжность (гарантированность) передачи данных определяются особенностями конкретного применения. Но, несмотря на это есть ряд общих целевых показателей, которые заставляют нас отдельно смотреть на сетевые технологии для IoT и их отличия от привычных всем сетей телефонной связи.
Наипервейшей задачей является стоимость реализации сетевой технологии. Ведь в конечном устройстве она должна быть существенно меньше существующих на сегодняшний момент модулей GSM/WCDMA/LTE, которые используются при производстве телефонов и модемов. Одна из причин, которая сдерживает массовое внедрение подключённых устройств - это слишком высокая финансовая составляющая самого чипсета, реализующего полный стек сетевых технологий, куда включена передача голоса и многие иные функции, которые не являются столь необходимыми в большинстве доступных сценариев.
Главные требования к новым системам
Связанное с этим вопросом, но формулируемое отдельным требование - это низкие затраты на энергоресурсы и как можно более длительное время автономной работы. Большое количество сценариев в области применения интернета вещей предусматривают автономную работу подключённых устройств от встроенных в них элементов питания. Упрощение сетевых модулей и энергоэффективная модель позволят достичь автономной работы, которая будет рассчитана до 10 лет, при обшей ёмкости элемента питания в 5 Вт*ч. Таких цифр, в частности, можно будет достичь благодаря уменьшению объёма передаваемой информации при использовании длительных периодов «молчания», в течение которых, гаджет не будет получать и не передавать сведения. Таким образом он практически будет потреблять малое количество электроэнергии. Правда стоит отметить, что реализация конкретных механизмов, конечно, отличается в зависимости от того, к какой технологии его будут применять.
Покрытие сети - это ещё одна характеристика, которую следует досконально изучить и рассмотреть. На сегодняшний момент покрытие мобильной сети в достаточном объёме передаёт устойчивую передачу данных в населённые пункты, в том числе и внутрь зданий. Но в то же время, подключённые устройства могут быть и там, где массового скопления людей большую часть времени попросту нет. Сюда можно отнести отдалённые труднодоступные районы, огромные железнодорожные перегоны, поверхность обширных морей и океанов, земляные подвалы, изолированные бетонные и металлические короба, шахты лифта, железные контейнеры и т.д. Целевым ориентиром разрешения этой проблемы, по мнению большинства людей задействованных на IoT рынке, является улучшение бюджета линии на 20 dB по отношению к традиционным сетям GSM, которые пока являются лидерами по покрытию среди мобильных технологий на сегодня.
Для интернета вещей выдвигаются повышенные требования к стандартам связи
Различные сценарии применения интернета вещей в различных сферах деятельности предполагают совершенно разноплановые требования к связи. И здесь вопрос стоит не только в возможностях быстрого масштабирования сети в плане числа требующих подключения устройств. Например, видно, что в вышеупомянутом примере «умного виноградника» применяется большое количество достаточно несложных датчиков, а ведь на промышленных предприятиях уже будут подключены довольно сложные агрегаты, которые выполняют самостоятельные действия, а не просто фиксируют определённые сведения, возникающие в окружающей среде. Также можно упомянуть и медицинскую область применения, в частности техническое оборудование для телемедицины. Применение данных комплексов, работой которых является проведение дистанционной диагностики, мониторинг за сложными врачебными манипуляциями и удалённым обучением с использованием видеоконтента как связи в режиме реального времени, несомненно, в будущем будет предъявлять всё более и более новые требования в плане обрывов сигнала, передачи сведений, а также надёжности и безопасности связи.
Технологии интернета вещей обязаны быть предельно гибкими, дабы обеспечивать многообразный набор сетевых характеристик в зависимости от сферы применения, приоритезации десятков и сотен различных видов сетевого трафика и правильное распределение ресурсов сети для обеспечения экономической эффективности. Огромное количество подключённой техники, десятки различных сценариев применения, гибкое управление и контроль - вот, всё то, что обязано быть реализовано в рамках общей сети.
Текущему решению поставленных задач уже посвящены долгие наработки и разработанные сценарии последних лет в сфере беспроводной передачи информации. Это связанно как со стремлением внедрить уже имеющиеся сетевые архитектуры и протоколы, так и для создания инновационных системных решений буквально с самого начала. С одной стороны очень чётко прослеживаются так называемые «капиллярные решения», которые сравнительно неплохо решают задачи IoT коммуникаций в рамках одного здания или территории с ограниченным потенциалом. К этим решениям можно отнести такие популярные сегодня сети как Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee и их иные цифровые аналоги.
С другой стороны - нынешние мобильные технологии, которые со всей очевидностью располагаются вне конкуренции с точки зрения обеспечения сетевого покрытия и масштабируемости хорошо управляемой инфраструктуры. Как говорится в исследовательском докладе Ericsson Mobility Report, общее покрытие GSM сети составляет на сегодня порядка 90% заселённой территории планеты, сети WCDMA и LTE покрывают 65% и 40% непосредственно при активном строительстве новых сетей. Шаги, предпринятые в рамках развития стандартов мобильной связи, в частности спецификации 3GPP Release 13 направлены как раз на достижение целевых для IoT показателей при сохранении преимуществ использования глобальной экосистемы. Усовершенствование данных технологий в будущем, станет прочным фундаментом грядущих модификаций стандартов мобильной связи, куда помимо прочего и входят стандарты сетей пятого поколения (5G).
Альтернативные разработки низкой мощности для нелицензируемого частотного спектра, в большинстве своём, направлены на более специализированное применение. К тому же необходимость разработки новой инфраструктуры и закрытость технологий прямо влияют на распространение подобных мировых сетей.
Перспективы развития сетевых технологий
Сергей Пахомов
Пользователи ПК уже давно смирились с мыслью, что угнаться за темпами обновления комплектующих для ПК невозможно. Новый процессор последней модели перестает быть таковым уже через два-три месяца. Столь же стремительно обновляются и другие компоненты ПК: память, жесткие диски, материнские платы. И несмотря на заверения скептиков, которые утверждают, что для нормальной работы с ПК сегодня достаточно и процессора Celeron 400 МГц, множество компаний (во главе с Microsoft, конечно) неустанно трудятся над тем, чтобы найти достойное применение «лишним» гигагерцам. И надо отметить, что это у них неплохо получается.
а фоне возрастающей мощности ПК бурными темпами развиваются и сетевые технологии. Обычно развитие сетевых технологий и аппаратной части компьютеров традиционно рассматривается по отдельности, однако эти два процесса оказывают сильное влияние друг на друга. С одной стороны, увеличение мощности компьютерного парка в корне меняет контент приложений, что приводит к росту объемов информации, передаваемой по сетям. Быстрый рост IP-трафика и конвергенция сложных приложений для работы с голосом, данными и мультимедиа требуют постоянного наращивания пропускной способности сетей. При этом основой экономичных и высокопроизводительных сетевых решений остается технология Ethernet. С другой стороны, сетевые технологии не могут развиваться будучи не привязанными к возможностям компьютерного оборудования. Вот простой пример: для того чтобы реализовать потенциальные возможности гигабитного Ethernet, потребуется процессор Intel Pentium 4 с тактовой частотой не менее 2 ГГц. В противном случае компьютер или сервер будет просто не в состоянии переварить столь высокий трафик.
Влияние сетевых и компьютерных технологий друг на друга постепенно приводит к тому, что персональные компьютеры перестают быть только персональными, а начавшийся процесс конвергенции вычислительных и коммуникационных устройств мало-помалу избавляет персональный компьютер и от «компьютерности», то есть коммуникационные устройства наделяются вычислительными возможностями, что сближает их с компьютерами, а последние, в свою очередь, приобретают коммуникационные возможности. В результате такого сближения компьютеров и коммуникационных устройств постепенно начинает формироваться класс устройств следующего поколения, которые уже перерастут роль персональных компьютеров.
Впрочем, процесс конвергенции вычислительных и коммуникационных устройств еще только набирает обороты, и судить о его последствиях пока еще рано. Если же говорить о дне сегодняшнем, то стоит отметить, что после продолжительного застоя в развитии технологии для локальных сетей, который характеризовался господством Fast Ethernet, наблюдается процесс перехода не только на более высокоскоростные стандарты, но и на принципиально новые технологии сетевого взаимодействия.
Сейчас разработчикам на выбор предоставлены четыре возможности модернизации сетей:
Gigabit Ethernet для корпоративных пользователей;
Беспроводной Ethernet в офисе и дома;
Сетевые средства хранения данных;
10 Gigabit Ethernet в городских сетях.
Ethernet имеет несколько особенностей, которые обусловили повсеместное распространение этой технологии в IP-сетях:
Масштабируемая производительность;
Масштабируемость для применения в различных сетевых приложениях - от локальных сетей малого радиуса действия (до 100 м) до городских сетей (40 и более километров);
Низкая цена;
Гибкость и совместимость;
Простота использования и администрирования.
В совокупности эти особенности Ethernet позволяют применять данную технологию в четырех основных направлениях развития сетей:
Гигабитные скорости для корпоративного применения;
Беспроводные сети;
Системы сетевого хранения данных;
Ethernet в городских сетях.
В настоящее время Ethernet является наиболее широко используемой технологией создания локальных сетей во всем мире. По данным компании International Data Corporation (IDC 2000), более 85% всех локальных сетей построено на основе Ethernet. Современные технологии Ethernet далеко ушли от спецификаций, предложенных доктором Робертом Меткалфом и разработанных совместными усилиями компаний Digital, Intel и Xerox PARC в 1980 году.
Секрет успеха Ethernet легко объясним: за последние два десятилетия стандарты Ethernet постоянно совершенствовались, чтобы соответствовать все возрастающим требованиям к компьютерным сетям. Разработанная в начале 80-х годов технология Ethernet со скоростью передачи данных 10 Мбит/с эволюционировала сначала в версию со скоростью передачи данных 100 Мбит/с, а в наши дни - в современные стандарты Gigabit Ethernet и 10 Gigabit Ethernet.
Ввиду низкой стоимости решений на базе гигабитной технологии Ethernet и четко выраженного намерения поставщиков решений дать своим клиентам технологический запас на будущее, поддержка гигабитного Ethernet становится обязательной для корпоративных настольных ПК. IDC сообщает, что, по некоторым оценкам, к середине этого года более 50% поставляемых устройств для локальных сетей будут поддерживать Gigabit Ethernet.
Через год или два после того, как клиенты начнут переходить на Gigabit Ethernet, будет модернизирована и вся инфраструктура. Если следовать историческим тенденциям, то где-то в середине 2004 года наступит переломный момент в спросе на гигабитные коммутаторы. Широкомасштабное использование Gigabit Ethernet на настольных ПК, в свою очередь, приведет к необходимости применения 10 Gigabit Ethernet в серверах и магистралях корпоративных сетей. Использование 10 Gigabit Ethernet отвечает нескольким ключевым требованиям к высокоскоростным сетям, включая меньшую совокупную стоимость владения по сравнению с используемыми в настоящее время альтернативными технологиями, гибкость и совместимость с существующими сетями Ethernet. Благодаря всем этим факторам 10 Gigabit Ethernet становится оптимальным решением для городских сетей.
Изготовители оборудования и провайдеры услуг в ходе создания городских сетей могут столкнуться с некоторыми проблемами. Следует ли расширять имеющуюся инфраструктуру SONET/SDH или стоит сразу перейти на более экономичную инфраструктуру на базе Ethernet? В современных условиях, когда операторам сетей необходимо снизить затраты и обеспечить скорейший возврат инвестиций, сделать выбор как никогда сложно.
Совместимые с существующим оборудованием, эти гибкие, многофункциональные решения с различными скоростями передачи данных и отличным соотношением «цена/производительность» ускоряют внедрение решений на базе 10 Gigabit Ethernet в городских сетях.
Кроме начавшегося процесса перехода от технологии Fast Ethernet к Gigabit Ethernet, 2003 год ознаменовался массовым внедрением беспроводных технологий. За последние несколько лет преимущества беспроводных сетей стали очевидными для большого круга людей, а сами устройства беспроводного доступа теперь представлены в большем количестве и по более низкой цене. По этим причинам беспроводные сети стали идеальным решением для мобильных пользователей, а также выступили в качестве инфраструктуры мгновенного доступа для широкого круга корпоративных клиентов.
Высокоскоростной стандарт передачи данных IEEE 802.11b был принят почти всеми производителями оборудования для беспроводных сетей со скоростью передачи данных до 11 Мбит/с. Сначала он был предложен как альтернативный вариант для построения корпоративных и домашних сетей. Эволюция беспроводных сетей продолжилась с появлением стандарта IEEE 802.11g, принятого в начале нынешнего года. Этот стандарт обещает значительный рост скорости передачи данных - до 54 Мбит/с. Его задача - обеспечить корпоративным пользователям возможность работы с требовательными к полосе пропускания приложениями, не жертвуя при этом объемом передаваемых данных, но улучшая масштабируемость, помехоустойчивость и безопасность данных.
Безопасность продолжает оставаться очень важным вопросом, поскольку мобильные пользователи, количество которых постоянно растет, требуют возможности безопасного беспроводного доступа к своим данных в любом месте и в любое время. Недавние исследования показали уязвимость шифрования по протоколу Wired Equivalent Privacy (WEP), что делает защиту WEP недостаточной. Создание надежной и масштабируемой системы безопасности возможно с помощью технологий виртуальных частных сетей (VPN), поскольку они обеспечивают инкапсуляцию, аутентификацию и полное шифрование данных в беспроводной сети.
Быстрый рост популярности электронной почты и электронной коммерции cтал причиной резкого увеличения потока данных, передаваемых по общедоступной сети Интернет и по корпоративным IP-сетям. Увеличение трафика данных способствовало переходу от традиционной серверной модели хранения данных (Direct Attached Storage, DAS) к инфраструктуре самой сети, в результате чего появились сети хранения данных (SAN) и сетевые устройства хранения данных (NAS).
В технологиях хранения данных происходят важные изменения, ставшие возможными благодаря появлению сопутствующих сетевых технологий и технологий ввода-вывода. Эти тенденции включают:
Переход к технологиям Ethernet и iSCSI для решений хранения данных на базе IP;
Внедрение архитектуры InfiniBand для кластерных систем;
Разработку новой архитектуры последовательной шины PCI-Express для универсальных устройств ввода-вывода, поддерживающей скорость до 10 Гбит/с и выше.
Новая технология на базе Ethernet под названием iSCSI (Internet SCSI) является высокоскоростным, недорогим и функционирующим на больших дистанциях решением хранения данных для Web-сайтов, провайдеров услуг, коммерческих фирм и других организаций. По этой технологии традиционные команды SCSI и передаваемые данные инкапсулируются в пакеты TCP/IP. Стандарт iSCSI позволяет создавать недорогие сети хранения данных на базе IP, обладающие отличной совместимостью.
Нельзя объять необъятное.
Козьма Прутков
Будущее Ethernet
Огромные вложения, сделанные во всем мире в сети на базе Ethernet и программное обеспечение для них, (по статистическим данным, более 50% всех локальных сетей в мире используют Ethernet) толкают разработчиков и производителей сетевого оборудования на поиск путей продления его жизни. Основной минус Ethernet сегодня - медлительность. 10 Мбит/с на сегмент, которые надо еще поделить между всеми подключенными компьютерами, - в век видеоконференций и компьютерной графики это никого не устраивает.
Первое решение, появившееся около года назад, состоит в том, что на место хаба помещается так называемый Ethernet Switch. Внешне идентичный хабу, Switch обладает некоторыми свойствами многопортового бриджа. Он использует то, что большинство пакетов Ethernet явно содержат адрес получателя. Если такой пакет будет передан получателю без уведомления всех остальных абонентов сети, ничего страшного не произойдет - он им и не предназначался. Именно таким образом функционируют бриджи, но у них обычно только два порта.
Современный Ethernet Switch может иметь до 16 портов и производить передачу пакета между любыми двумя независимо от остальных. Например, если на порт 1 поступил пакет, получатель которого подключен к порту 8 (рис. 6), и одновременно с ним на порт 6 поступил пакет для получателя на порту 2, то Switch передаст их оба одновременно. В случае обычного хаба это бы вызвало коллизию и пакеты должны были бы быть переданы последовательно. Пиковая пропускная способность 8-портового Switch-a может достигать 40Мбит/с, а 16-портового 80 Мбит/с (4 или 8 одновременно пересылаемых пакетов).
Switch позволяет значительно расширить суммарную полосу пропускания сети, однако он не увеличивает теоретический предел для одного подключения - на каждом из его портов доступны все те же 10 Мбит/с. К достоинствам этого решения следует отнести то, что оно не требует замены сетевых адаптеров в компьютерах, замене подлежит лишь хаб. Это означает, что переход не будет слишком обременителен с финансовой точки зрения.
Следующее решение - полнодуплексный Ethernet, который находится на стадии утверждения стандарта, потребует для своего использования как нового хаба, так и нового сетевого адаптера. Идея этого метода состоит в том, что передача пакетов в 10 Base Т Ethernet в компьютер и из него осуществляется по разным проводам. Поэтому возникает возможность одновременной пересылки двух пакетов, если они идут в разных направлениях. Так можно увеличить пропускную способность чуть ли не вдвое. (Для традиционного коаксиального кабеля это, естественно, невозможно. Надо сказать, что сегодня конструкторская мысль мало внимания уделяет модификации системы с коаксиальным кабелем. Внимание сосредоточено на витой паре). Первые хабы и адаптеры, использующие этот механизм, должны появиться в ближайшие год - два.
Наиболее революционный подход, тоже рассматриваемый в комитетах по стандартам, предлагает увеличение скорости передачи в сетях Ethernet на основе витой пары до 100 Мбит/с. Это возможно, если использовать провод соответствующего качества. В рассмотрении находятся два проекта, по разному подходящие к механизму передачи. Хотя здесь работа и не так сильно продвинута, но потребность рынка в таком решении, видимо, приведет к появлению первых промышленных образцов в ближайшие годы.
Рассмотренные примеры могут вызвать недоумение - зачем увеличивать пропускную способность устаревшей сети? Еще можно понять, когда такое увеличение не требует замены интерфейсов в компьютерах, но уж если их все равно надо менять - почему бы сразу не использовать более скоростные (и уже существующие) сети, FDDI например. Не следует забывать, что помимо аппаратной возможности передать данные существует еще и программная сторона - всегда есть программы, которые собственно и передают данные. Многие существующие программные средства написаны для протокола Ethernet и существенно используют его свойства. Включение поддержки новых протоколов в ближайшем будущем маловероятно (спрос не очень велик).
В случае же утверждения новых видов Ethernet и появления соответствующих аппаратных средств, изменения коснутся прежде всего той части, в которой они (интерфейсы и хабы) общаются между собой, та же сторона, которой они обращены к компьютеру и пользователю не претерпит значительных изменений (или вообще не изменится), позволяя использовать имеющиеся программные средства.
АТМ-Asynchronous Transfer Mode
При написании этой части возникли серьезные проблемы - какие же новые сети следует выбрать для рассмотрения? При обилии уже существующих и зарождающих стандартов - FDDI, Frame Relay, DQDB, SMDS, и др. - понятна невозможность даже краткого описания их всех в этом обзоре, который мы вовсе не планировали как справочник. Какие же тогда выбрать?
В конце концов решено было остановиться на АТМ, во-первых, из-за принципиально новых подходов, которые использованы при ее разработке, во-вторых, из-за той роли, которую она должна сыграть в преображении мира локальных сетей, и, наконец, из-за того, что она похоже уже получила свой "вотум доверия", а производители бросились наперегонки в объявлениях новых и новых продуктов и разработок (а потенциальные покупатели довольно потирают руки.).
АТМ (Asynchronouns Transfer Mode) зародилась в лабораториях АТ&Т еще в 1980г. как технология, способная обеспечить передачу различных видов информации (в то время - телефонный сигнал и данные). Долгое время АТМ развивалась как базовый уровень для Broadband ISDN (Broadband ISDN - стандарт телекоммуникационной сети, предназначенной для передачи разнородных данных с очень высокими скоростями (сотни Мбит/с). В отличие от Primary Rate ISDN (до 2-х Мбит/с) и Basic Rate ISDN (144 Кбит/с), которые широко распространены уже сейчас, Broadband ISDN должна получить распространение к середине 90-х по мере развития технологии и потребностей абонентов телекоммуникационных сетей.), однако сейчас является вполне самостоятельной технологией. Создан и активно занимается развитием АТМ и стандартизацией интерфейсов специальный комитет - АТМ Форум.
Структура АТМ достаточно проста (рис. 7), в основе ее лежит сеть из АТМ Switch-ей (в простейшем случае он может быть один), соединенных между собой высокоскоростными (обычно оптоволоконными) каналами связи. Сеть АТМ Switch-ей представляет из себя высокоскоростной коммутатор для пакетов, поступающих по внешним интерфейсам от внешних устройств - бриджей, рутеров, отдельных компьютеров или другого оборудования.
В чем же привлекательность АТМ? Все существующие сейчас локальные сети - Ethernet, Token Ring, FDDI и другие - разделяют один недостаток: они все имеют фиксированную полосу пропускания. Для Ethernet она составляет 10 Мбит/с, для Token Ring - 4 или 16 Мбит/с, для FDDI - 100 Мбит/с. Все пользователи сети делят между собой эту полосу и подключение новых неизбежно ведет к уменьшению доли, приходящейся на каждого. Не так в АТМ, здесь подключение нового пользователя нисколько не ухудшает положения - каждый получает в свое распоряжение интерфейс с гарантированной полосой пропускания (типично -100-150 Мбит/с, но может быть и меньше и значительно больше), которая не зависит от активности других пользователей. Это достигается тем, что скорость коммутации пакетов в АТМ Switch на 1-2 порядка превосходит скорость интерфейсов, достигая единиц и десятков Гбит/с.
Такие высокие скорости коммутации стали возможны как благодаря развитию технологии, так и нетрадиционному подходу к инкапсуляции данных в пакеты. АТМ использует пакеты (в терминологии АТМ - cell, ячейка) небольшого и фиксированного размера - 53 байта, из которых 5 байт отводятся под служебную информацию и 48 - под данные. Использование пакетов фиксированной длины позволяет значительно упростить алгоритмы буферизации в сетевой аппаратуре и использовать буфера фиксированного размера. Упрощение же алгоритмов буферизации позволяет реализовать их аппаратно, многократно повышая производительность.
Следует отметить, что, хотя пакеты фиксированной длины и удобны, позволяя достигать высокой скорости передачи, однако существующие сегодня протоколы, как высокого уровня - TCP/IP, так и низкого, например, Ethernet, используют пакеты переменной длины. Поэтому подсоединение к АТМ существующих сетей требует, чтобы соответствующие устройства - бриджи и рутеры - обеспечивали разбиение и сборку пакетов. Тем самым они должны взять на себя значительную часть нагрузки, позволяя АТМ Switch-ам эффективно работать. Другим следствием использования пакетов малого фиксированного размера являются небольшие и хорошо предсказуемые задержки пакетов в сети. Это именно то требование, которое предъявляется к сети передачи приложениями, использующими, аудио или видео информацию. АТМ - фактически первая сеть, которая способна действительно полноценно обеспечить поддержку приложений, использующих Multimedia.
Более того, АТМ способна в будущем заменить многочисленные коммуникационные сети, существующие сейчас. Обладая огромной пропускной способностью и будучи отлично приспособленной для передачи разнородной информации (аудио, видео, факс, данные, и т.д.), АТМ способна объединить в себе как существующие телефонную и компьютерные сети, так и возникающие коммуникационные структуры для проведения телеконференций и многое другое.
Помимо решения острейшей проблемы недостаточной пропускной способности современных сетей, АТМ дает также средства для упрощения другой задачи - переконфигурации сети. В современных сетях логические и физические структуры тесно связаны. Изменение физической структуры - например, переезд части отдела в новое место, - влечет за собой изменение и логической структуры: создание новой подсети, переназначение сетевых адресов, переконфигурацию рутеров, определение новых прав доступа и т.д. В той или иной форме эти проблемы характерны для всех современных локальных сетей.
АТМ определяет так называемые виртуальные соединения - логические связи между подключенными к АТМ сетями. Две или более сети, подключенных к АТМ через бридж (рис. 8), образуют логически одну сеть, не замечая присутствия Switch-a между ними.
Тем самым логическая структура сети оказывается независимой от географического расположения составляющих ее частей. Администратор сети получает возможность создавать логические сети, практически никак не ограниченные реальным физическим расположением составляющих их элементов.
По оценкам экспертов, первое время установки АТМ будут осуществляться в рамках локальных сетей, как правило, в качестве Backbone, где АТМ заменит FDDI и "толстый" Ethernet, хотя нет никаких преград и для подключения отдельного компьютера, и для использования АТМ в качестве глобальной сети. В будущем АТМ обещает вообще стереть грань, разделяющую локальные и глобальные сети сегодня.
Интернет-технологии будущего. Топ-3 самых необычных способов передачи информации
Куда будет двигаться научный прогресс, что будет с мировым телекоммуникационным рынком в дальнейшем, какие технологии станут доступными рядовым Интернет-пользователям, насколько могут увеличиться скорости Интернет-доступа в ближайшие 5-10 лет? Мы попытаемся ответить на эти и другие вопросы об Интернет-технологиях будущего. Представляем вам наш рейтинг топ-3 самых необычных способов передачи информации. На сегодняшний день это экспериментальные разработки, но через несколько лет они могут плотно войти в нашу повседневную жизнь.
3. На третьем месте самая быстрая в мире беспроводная технология передачи данных – при помощи световых вихрей . Ее изобрели и впервые использовали в 2011-2012 гг. ученые из университета Южной Калифорнии, Тель-Авивского университета и Лаборатории НАСА по изучению реактивного движения. Данная технология позволяет ускорить беспроводную передачу информации до 2,5 Тбит/с (примерно 320 Гбайт/с).
Суть технологии:
каналом передачи данных выступают электромагнитные волны, которые закручивают в вихри строго определенной формы. При этом в пределах одной волны может быть сколько угодно информационных потоков. Таким образом, можно передавать огромные массивы данных на сверхвысоких скоростях. Такие «световые вихри» используют угловой орбитальный момент (Orbital Angular Momentum, OAM), что на порядок серьезнее и технологичнее, чем использующийся в современных протоколах передачи данных сетей Wi-Fi и LTE угловой спин-момент (spin angular momentum, SAM). Ученые в процессе тестирования технологии применили единый световой луч, состоящий из 8-ми отдельных лучей с разными значениями OAM-момента.
Применение: пока что в построении беспроводных сетей эта технология не может быть использована, но зато она отлично подходит для оптоволоконных сетей. Последние как раз подходят к своим физическим ограничениям – дальше значительно увеличивать скорость и объемы передачи данных просто некуда, – поэтому технология световых вихрей может стать новой ступенью в развитии волоконно-оптического Интернет-соединения.
Недостатки: данная технология находится пока на начальном этапе развития, поэтому передавать данные посредством световых вихрей можно лишь на очень небольшое расстояние. Ученые смогли стабильно передавать информацию только на расстояние в 1 метр.
2. Вторую позицию заняла самая мощная в мире беспроводная технология передачи данных – нейтринные лучи можно использовать для передачи сигнала сквозь любые предметы. Частицы нейтрино могут проходить через любые преграды, не взаимодействуя с материалом. Так, ученым из университета Рочестера удалось передать сообщение через 240-метровую каменную глыбу, чего не может ни одна из ныне доступных беспроводных технологий. Если нейтринные лучи начнут использовать на практике, то сигналу не нужно будет огибать Землю, а можно будет просто проходить сквозь нее. Это значительно упростило бы Интернет-соединение между материками и другими удаленными друг от друга точками.
Суть технологии:
данные передаются беспроводным путем, при помощи нейтринных лучей. При этом частицы 
нейтрино разгоняют до скорости света (или что-то около того), и они проходят через любой материал, не взаимодействуя с ним.
Применение: в будущем, если технология получит развитие, нейтринные лучи можно будет использовать для передачи информации на сверхдальние расстояния и в труднодоступные места. Сегодня все беспроводные технологии требуют прямую видимость между передатчиком и приемником сигнала, а это не всегда возможно. Вот почему нейтринная технология столь интересна и полезна для телеком-рынка.
Недостатки: в настоящий момент оборудование для передачи данных посредством нейтринных лучей очень дорогое и громоздкое (но то же самое мы говорили о мобильных телефонах и компьютерах еще 10-15 лет назад). Для этой технологии передачи информации нужен мощный ускоритель частиц, которых в мире всего несколько. Ученые, которые изучают передачу данных через нейтринные лучи, используют ускоритель частиц Fermilab (4 км в диаметре) и детектор частиц MINERvA (вес составляет 5 т).
1. Лидером в рейтинге стала технология RedTacton , которая использует самый биологический канал передачи данных – кожу человека . Бывало ли с вами такое, что вы смотрели фильм про шпионов с их высокотехнологичными штучками и тоже хотели одним прикосновением руки получать информацию на свой телефон, обмениваться электронными визитками и любыми другими данными при помощи рукопожатия или распечатывать документы, просто проведя рукой по принтеру? Все это и еще многое другое может стать реальностью, если технология RedTacton получит развитие.
Суть технологии:
технология построена на том, что каждый человек обладает электромагнитным полем, а его кожа может выступать каналом передачи сигнала между несколькими электронными устройствами. В основе технологии лежит использование электрооптических кристаллов, свойства которых изменяются под действием электромагнитного поля человека. А уже с кристаллов при помощи лазера считываются изменения и переводятся в удобоваримый формат.
Причем система RedTacton может работать не только в обычных условиях, но и под водой, в вакууме, в космосе.
Применение: сегодня нам приходится часто пользоваться разными кабелями, переходниками и проч. для того, чтобы, например, подключить телефон к ноутбуку или принтер к ПК. Если технология RedTacton будет развиваться, то вскоре все эти провода станут ненужными. Достаточно будет взять в одну руку один гаджет, а другой рукой касаться второго устройства. И соединение между ними произойдет через наш кожный покров. Уже сегодня большинство смартфонов оснащены экранами, которые работают от электромагнитных импульсов на кончиках наших пальцев.
И это только первые шаги в популяризации данной технологии. Она может применяться в медицине (все ваши медицинские данные можно записать на специальный чип, который предупредит врача об аллергиях и непереносимости того или иного препарата после прикосновения к вам), вооруженных силах (можно сделать оружие, которое среагирует только на руки владельца, и ваши дети никогда не смогут навредить себе, если найдут дома ваш пистолет или охотничье ружье), в быту (ключи к входной двери больше не нужны, можно просто прикоснуться к замку и он сработает от электромагнитного импульса), на производстве (на заводах могут быть установлены датчики, которые предупредят вас об опасных зонах и поломках, вы сможете быстро уладить неисправность, просто прикоснувшись к прибору) и мн. др.
Недостатки: технология пока не изучена достаточно, чтобы точно сказать, что она является абсолютно безвредной для организма человека. Внедрять RedTacton в массы можно будет только после того, как будет проведено множество опытов и исследований. Опасности, прежде всего, могут подвергаться люди с повышенной чувствительностью и некоторыми медицинскими проблемами (особенно с сердечными заболеваниями). Кроме того, вездесущие хакеры через какое-то время найдут способ воровать данные людей или запускать компьютерные вирусы, прикасаясь к ним в транспорте или на улице. Но основной проблемой этой технологии может стать психология людей – многие сегодня боятся компьютеров, Wi-Fi сетей и микроволновых печей, а можете себе представить, что с ними будет, если их собственное тело станет передатчиком информации?
Наука и технологии движутся вперед. А Интернет-технологии развиваются едва ли не быстрее всех остальных. Каждый год ученые изобретают все новые способы обмениваться информацией, общаться на расстоянии, собирать, хранить и передавать различные данные. Пройдет еще десяток лет, и мы будем пользоваться каждый день теми устройствами и возможностями, о которых сегодня можем только мечтать. И наш рейтинг топ-3 наиболее необычных способов передавать информацию, возможно, немного приоткрыл для вас завесу будущего.
Электроника лежит в основе практически всей коммуникации. Все началось с изобретения телеграфа в 1845 году, за ним в 1876 году последовал телефон. Связь постоянно совершенствовалась, а прогресс в электронике, который произошел совсем недавно, заложил новый этап в развитие коммуникаций. Сегодня беспроводная связь вышла на новый уровень и уверенно заняла доминирующую часть рынка связи. И ожидается новый рост сектора беспроводной коммуникации благодаря развивающейся сотовой инфраструктуре, а также современным технологиям, таким как . В данной статье мы рассмотрим наиболее перспективные технологии на ближайшее время.
Состояние 4G
4G в переводе с английского означает долговременную эволюцию (Long Term Evolution (LTE). LTE – это технология OFDM, которая на сегодняшний день является доминирующей структурой сотовой системы связи. Системы 2G и 3G все еще существуют, хотя внедрение 4G началась в 2011 – 2012 годах. Сегодня LTE в основном реализуется крупнейшими операторами в США, Азии и Европе. Его развертывание еще не завершено. LTE получила огромную популярность у владельцев смартфонов, так как высокая скорость передачи данных открыла такие возможности, как потоковая передача видео для эффективного просмотра фильмов. Тем не менее, все не так идеально.
Хотя LTE обещал скорость загрузки до 100 Мбит / с, это не было достигнуто на практике. Скорости до 40 или 50 Мбит / с могут быть достигнуты, но только при особых условиях. При минимальном количестве подключений и минимальном траффике такие скорости очень редко могут достигаться. Наиболее вероятные скорости передачи данных находятся в диапазонах 10 – 15 Мбит / с. В пиковые часы скорость проседает до нескольких Мбит / с. Конечно, это не делает реализацию 4G провальной затеей, это означает, что пока его потенциал реализован не полностью.
Одной из причин, почему 4G не обеспечивает заявленную скорость – слишком большое количество потребителей. При слишком интенсивном его использовании скорость передачи данных существенно снижается.
Однако, существует надежда, что это удастся исправить. Большинство операторов, предоставляющих услуги 4G, еще не реализовали технологию LTE-Advanced, усовершенствование, которое обещает повысить скорость передачи информации. LTE-Advanced использует «объединение несущих» (carrier aggregation (CA)) для увеличения скорости. «Объединение несущих» подразумевает объединение стандартной полосы пропускания LTE до 20 МГц в 40 МГц, 80 МГц или 100 МГц части, для повышения пропускной способности. LTE-Advanced также имеет конфигурацию MIMO 8 x 8. Поддержка этой функции открывает потенциал для увеличения скорости обмена данными до 1 Гбит/с.
LTE-CA известно еще как LTE-Advanced Pro или 4.5G LTE. Эти сочетания технологий определенны группой разработки стандартов 3GPP в версии 13. Она включает в себя агрегацию операторов, а также лицензионный доступ с поддержкой (LAA), метод, который использует LTE в нелицензированном Wi-Fi-спектре 5 ГГц. Он также развертывает агрегацию каналов LTE-Wi-Fi (LWA) и двойное подключение, позволяя смартфону «разговаривать» одновременно с узлом небольшой точки доступа, и точкой доступа Wi-Fi. В данной реализации слишком много деталей, которые мы не будем рассматривать, но общая цель — продлить срок службы LTE за счет снижения задержки и увеличения скорости передачи данных до 1 Гбит / с.
Но это не все. LTE сможет обеспечить более высокую производительность, так как операторы начинают упрощать свою стратегию небольшими ячейками, обеспечивая более высокую скорость передачи данных для большего числа абонентов. Маленькие ячейки — это просто миниатюрные сотовые базовые станции, которые могут быть установлены где угодно для заполнения пробелов охвата макроячейки, добавляя, где это необходимо, производительность.
Еще одним способом повышения производительности является использование Wi-Fi. Этот метод обеспечивает быструю загрузку в ближайшую точку доступа Wi-Fi, когда она доступна. Лишь несколько операторов сделали это доступным, но большинство из них рассматривают усовершенствование LTE под названием LTE-U (U для нелицензионного (unlicensed)). Это метод, аналогичный LAA, который использует нелицензированный диапазон 5 ГГц для быстрой загрузки, когда сеть не может справиться с нагрузкой. Это создает конфликт спектра с последней , которая использует диапазон 5 ГГц. Для реализации этого были разработаны определенные компромиссы.
Как мы видим, потенциал 4G все еще не раскрыт до конца. В ближайшие годы будут внедрены все или большинство из перечисленных усовершенствований. Стоит отметить и то, что производители смартфонов также внесут изменение в аппаратное или программное обеспечения для усовершенствования работы LTE. Данные улучшение, скорее всего, произойдут тогда, когда начнется массовое внедрение стандарта 5G.
Открытие 5G
Как такового 5G пока нет. Так, что громкие заявление об «абсолютно новом стандарте способном изменить подход к беспроводной передаче информации» пока рано. Хотя, некоторые поставщики интернет услуг уже начинают споры, кто же первым внедрит стандарт 5G. Но стоит вспомнить спор недавних лет о 4G. Ведь реального 4G (LTE-A) еще нет. Тем не менее, работа над 5G идет полным ходом.
«Проект партнерства третьего поколения» (3GPP) работает над стандартом 5G, который, как ожидается, будет внедрен в ближайшие годы. Международный союз электросвязи (ITU), который будет «благословлять» и администрировать стандарт, заявляет, что окончательно 5G должен стать доступен к 2020 году. Тем не менее, некоторые ранние версии стандарта 5G все же будут появляться в конкурентной борьбе провайдеров. Некоторые требования 5G появятся уже в 2017 – 2018 годах в той или иной формах. Полное внедрение 5G будет задачей далеко не из легких. Такая система будет одной из самых сложных, если не самой сложной, из беспроводных сетей. Полное ее развертывание ожидается к 2022 году.
Основанием внедрения 5G является преодоление ограничений 4G и добавление возможностей для новых приложений. Ограничения 4G — это в основном пропускная способность абонента и ограниченные скорости передачи данных. Сети сотовой связи уже перешли от голосовых технологий к центрам данных, но необходимы дальнейшие улучшения производительности в будущем.
Более того, ожидается бум новых приложений. К ним относят видео HD 4K, виртуальную реальность, интернет вещей (IoT), а также использование структуры «машина-машина» (М2М). Многие по-прежнему прогнозируют от 20 до 50 миллиардов устройств онлайн, многие из которых будут подключаться к сети интернет через сотовую связь. В то время, как большинство устройств IoT и M2M работают на низких скоростях передачи данных, то для работы с потоковыми данными (видео) необходима высокая скорость интернет. Другими потенциальными приложениями, которые будут использовать стандарт 5G, могут стать умные города и средства связи для обеспечения безопасности автомобильного транспорта.
5G, вероятно, будет более революционным, чем эволюционным. Это будет связано с созданием новой сетевой архитектуры, которая будет накладываться на сеть 4G. Новая сеть будет использовать распределенные мелкие ячейки с волоконным или миллиметровым обратным каналом, а также будет экономной, энергонезависимой и легко масштабируемой. Кроме того, в сетях 5G будет больше программного, чем аппаратного обеспечения. Также будет использоваться программная сеть (SDN), виртуализацию сетевых функций (NFV), методы самоорганизующейся сети (SON).
Также имеется еще несколько ключевых особенностей:
- Использование миллиметровых волн. В первых версиях 5G могут использоваться полосы в 3,5 ГГц и 5 ГГц. Также рассматриваются варианты частот от 14 ГГц до 79 ГГц. Окончательный вариант пока выбран не был, однако FCC заявляет, что выбор буден сделан в ближайшее время. Тестирование ведется на частотах 24, 28, 37 и 73 ГГц.
- Рассматриваются новые схемы модуляции. Большинство из них – это некоторые вариант OFDM. Две или более схем могут быть определены в стандарте для различных приложений.
- Несколько входов с несколькими выходами (MIMO) будут включены в некоторую форму для расширения диапазона, скорости передачи данных и надежности связи.
- Антенны будут иметь фазированные решетки с адаптивным формированием луча и управлением.
- Более низкая латентность — главная цель. Менее 5 мс задано, но менее 1 мс является целью.
- Скорости передачи данных от 1 Гбит / с до 10 Гбит / с ожидаются в полосах пропускания 500 МГц или 1 ГГц.
- Микросхемы будут изготавливаться из арсенида галлия, кремния-германия и некоторых КМОП.
Одной из самых больших проблем во внедрении 5G ожидается интеграция данного стандарта в мобильные телефоны. В современных смартфонах и так полным-полно различных передатчиков и приемников, а с 5G они станут еще сложнее. Нужна ли такая интеграция?
Путь развития Wi-Fi
Наряду с сотовой связью находится одна из наиболее популярных беспроводных сетей – Wi-Fi. Как и , Wi-Fi является одной из наших любимых «утилит». Мы рассчитываем на подключение к сети Wi-Fi практически в любом месте, и в большинстве случаев мы получаем доступ. Как и большинство популярных беспроводных технологий, он постоянно находится в стадии разработки. Последняя выпущенная версия называется 802.11ac и обеспечивает скорость до 1,3 Гбит / с в нелицензированной полосе частот 5 ГГц. Также идет поиск приложений для стандарта 802.11ad со сверхвысокой частотой 60 ГГц (57-64 ГГц). Это проверенная и экономически эффективная технология, но кому нужны скорости от 3 до 7 Гбит / с на расстоянии до 10 метров?
На данный момент существует несколько проектов развития стандарта 802.11. Вот несколько из основных:
- 11af — это версия Wi-Fi в белых полосах телевизионного диапазона (54 до 695 МГц). Данные передаются в локальных полосах пропускания 6- (или 8) МГц, которые не заняты. Возможна скорость передачи данных до 26 Мбит/с. Иногда его называют White-Fi, а главная привлекательность 11af заключается в том, что возможный радиус действия на низких частотах составляет много километров и отсутствие прямой видимости (NLOS) (работа только на открытых площадях). Эта версия Wi-Fi еще не используется, но имеет потенциал для приложений IoT.
- 11ah — обозначенный как HaLow, является еще одним вариантом Wi-Fi, который использует нелицензированный диапазон ISM 902-928 МГц. Это маломощная низкоскоростная (сотни кбит / с) служба с дальностью до километра. Целью является применение в IoT.
- 11ax — 11ax — это обновление до 11ac. Его можно использовать в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, но, скорее всего, он будет работать в полосе частот 5 ГГц исключительно для использования полосы пропускания 80 или 160 МГц. Ожидается, что наряду с 4 x 4 MIMO и OFDA / OFDMA, ожидается пиковая скорость передачи данных до 10 Гбит / с. Окончательной ратификации не будет до 2019 года, хотя предварительные версии, вероятно, будут полными.
- 11ay — это расширение стандарта 11ad. Он будет использовать полосу частот 60 ГГц, а целью является, по меньшей мере, скорость передачи данных 20 Гбит / с. Еще одна цель — расширить дальность до 100 метров, чтобы иметь больше приложений, таких как обратный трафик для других услуг. Выход этого стандарта не ожидается в 2017 году.
Беспроводные сети для IoT и М2М
Беспроводная связь, безусловно, является будущим интернет вещей (IoT) и межмашинных связей (Machine-to-Machine, M2M). Хотя проводные решения тоже не исключаются, но стремление к беспроводной связи все же является предпочтительней.
Типичным для устройств интернет вещей является небольшое расстояние действия, малая потребляемая мощность, небольшая скорость обмена данными, питания от аккумулятора или батареи с датчиком, как показано на рисунке ниже:
Альтернативой может стать какой-то удаленный исполнительный механизм, как показано на рисунке ниже:
Или же возможна комбинация этих двух устройств. Оба, как правило, подключаются к интернету через беспроводной шлюз, но также могут подключаться и через смартфон. Соединение со шлюзом также беспроводное. Вопрос в другом, какой беспроводной стандарт будет использоваться?
Очевидным выбором становится Wi-Fi, так как трудно представить себе место, где его нет. Но для некоторых приложений он будет излишен, а для некоторых слишком энергоемок. Bluetooth – еще один неплохой вариант, особенно его версия с низким энергопотреблением (BLE). Новые дополнения к сети и шлюзу Bluetooth делают его еще более привлекательным. ZigBee — еще одна готовая и ожидающая альтернатива, и не забываем о Z-Wave. Так же есть несколько вариантов 802.15.4, например 6LoWPAN.
Добавьте к ним новейшие варианты, являющиеся частью энергоэффективных сетей дальнего радиуса действия (Low Power Wide Area Networks (LPWAN)). Эти новые беспроводные варианты предлагают сетевые соединения большей дальности, что обычно невозможно при использовании традиционных технологий, упомянутых выше. Большинство из них работают в нелицензируемом спектре ниже 1 ГГц. Некоторые из новейших конкурентов для приложений IoT:
- LoRa — изобретение Semtech и поддерживается Link Labs. Эта технология использует линейную частотную модуляцию (ЛЧМ) при низкой скорости передачи данных, чтобы получить диапазон до 2-15 км.
- Sigfox — французская разработка, использующая ультра узкополосную схему модуляции при низкой скорости передачи данных для отправки коротких сообщений.
- Weightless – использует телевизионные белые пространства с методами когнитивного радио для более длинных диапазонов и скорости передачи данных до 16 Мбит / с.
- Nwave — это похоже на Sigfox, но на данный момент нам не удалось собрать достаточно информации.
- Ingenu — в отличие от других, этот использует диапазон 2,4 ГГц и уникальную схему множественного доступа с произвольной фазой.
- Halow — это 802.11ah Wi-Fi, описан выше.
- White-Fi — это 802.11af, описан выше.
Cellular определенно является альтернативой IoT, поскольку является основой межмашинных связей (М2М) уже более 10 лет. Межмашинные связи используют в основном 2G и 3G беспроводные модули для мониторинга удаленных машин. В то время, как 2G (GSM) в конечном счете будет постепенно сокращаться, 3G все еще будет «жить».
Теперь доступен новый стандарт: LTE. В частности, он называется LTE-M и использует сокращенную версию LTE в полосе пропускания 1,4 МГц. Другая версия NB-LTE-M использует полосу пропускания 200 кГц для работы с более низкой скоростью. Все эти варианты смогут использовать существующие сети LTE с обновленным программным обеспечением. Модули и чипы для LTE-M уже доступны, как и на устройствах Sequans Communications.
Одна из самых больших проблем интернет вещей – отсутствие единого стандарта. И в ближайшее время, скорее всего, он не появится. Возможно, в будущем, появится несколько стандартов, только как скоро?
