Стандарты связи *

Это третья часть перевода книги Мохаммада Афане “Intro to Bluetooth Low Energy”. Сегодня мы подробнее рассмотрим процесс подключения устройств и поговорим о сервисах.

Предыдущие части:
Про архитектуру BLE
Про типы устройств, адвертайзинг и сканирование

Благодаря сервисам происходит обмен как стандартными данными (уровень заряда батареи через Battery Service, текущее время устройства через Current Time Service и т.д.), так и кастомными, при помощи сервисов, созданных разработчиком устройства для удовлетворения специфических нужд. Например, для Atmotube Pro мы сделали два сервиса, в которые сгруппировали несколько характеристик для синхронизации истории, передачи данных о концентрации пыли и летучих органических соединений. 

Это вторая часть перевода книги Мохаммада Афане “Intro to Bluetooth Low Energy”. В представленных главах мы поговорим о типах устройств и об адвертайзинге, методе, с помощью которого периферийные устройства сообщают о своем присутствии. Первая часть – здесь.

Хочу сразу отметить, что адвертайзинг может использоваться не только для обнаружения устройств, но и для отправки кастомных данных. Например, в портативном мониторе качества воздуха Atmotube, пакеты адвертайзинга и ответа на сканирование используются для передачи сведений о текущих показаниях сенсоров. Это удобно для контроля показаний сенсоров на этапе производства и при сборе данных несколькими устройствами.

Доступ к среде (MAC, Media Access Control) в OpenUNB очень прост — случаен и асинхронен. Этот вид доступа еще называют асинхронная ALOHA. Даже WiFi может похвастаться более сложным вариантом MAC. За счет этого упрощения оконечные устройства OpenUNB могут сильно экономить в потребляемой энергии и стоимости оборудования. Но такой способ доступа к среде приводит к ошибкам при передаче, которые чаще происходят группами. Поэтому, хотя и не только поэтому, помехоустойчивому кодированию в OpenUNB уделено достаточно много внимания.

Одна из самых популярных тем в последнее время: безопасен ли 5G для здоровья людей. Однако, в этой статье речь пойдет совсем не об этом, а об архитектуре безопасности этой сети. Насколько надежные технологии скрываются внутри?

Создание кастомного сервиса и тем более клиента Bluetooth Low Energy – прогулка по граблям с завязанными глазами. По крайне мере так было для меня 4 года назад, когда я только начинал работать с BLE-устройствами. Сейчас почти каждый мой проект предусматривает использование этого протокола, поэтому в свое время пришлось в нем долго и мучительно разбираться. 

Разложить все по полкам помогла книга Мохаммада Афане "Intro to Bluetooth Low Energy" и серия постов на Novel Bits. Лично для меня эта книга стала настоящим открытием. Изначально я делал ее перевод на русский для своих коллег, не имеющим опыт работы с BLE. С согласия автора (огромное ему спасибо) решил опубликовать свою работу здесь. Надеюсь, перевод окажется полезным.

Это первая часть перевода (всего их будет 5), которая рассказывает, что такое BLE, ее возможности и отличия от Bluetooth Classic и описывает архитектуру протокола.

OpenUNB — продолжаем! Итак, мы сформировали сигнал OpenUNB согласно проекту стандарта (исходники — на Гитхабе). Сигнал вылетел в эфир, показав нам свои прелести на приборе. Теперь нам нужно его конвертировать в цифровую форму, отделить от других возможных сигналов и от шума и определить по частоте и по времени. В полосе ни много, ни мало, а 1000 каналов. Чудеса цифровой обработки сигналов! И вы удивитесь, на каком простом железе их можно совершить.

В настоящее время интеллектуальные транспортные системы (англ.: Intelligent Transport Systems, ITS) активно развиваются. Их функционирование невозможно без создания телекоммуникационных систем, позволяющих транспортным средствам обмениваться информацией со внешними устройствами (англ. Vehicle-to-Everything, V2X). Транспортные средства накапливают информацию посредством различных сенсоров, радаров, лидаров и камер. Для обеспечения автономного вождения и передвижения машин в плотном строю (так называемый platooning) необходимо обеспечивать обмен этой информацией между различными транспортными средствами. Обмен информацией может также осуществляться с элементами дорожной инфраструктуры, что позволяет обеспечивать большую безопасность движения посредством передачи объектами инфраструктуры предупреждающих сообщений. Кроме того, существует большое число других приложений, которые обеспечивают удобство вождения и безопасность, а также уменьшают число пробок и предоставляют различные развлекательные сервисы. Разнообразные приложения порождают различные требования на задержки, надёжность и скорость беспроводной передачи данных. Однако кроме требований на производительность сети во многих случаях важно, чтобы передаваемые данные были защищены. В этой статье я хотел бы дать краткий обзор основных механизмов стандарта IEEE 1609.2, который описывает методы защиты информации в транспортных сетях, построенных по технологии Wi-Fi.

Győző Kmethy – исполнительный директор и президент ассоциации DLMS – и Milan Kozole – председатель технического комитета ассоциации DLMS – в своей статье «Efficiency of DLMS/COSEM for large systems with constrained resources» рассказывают о способах и средствах эффективного использования стека DLMS/COSEM, позволяющие до 10 раз сократить объем передаваемых данных и уменьшить количество информационных обменов между клиентом и сервером.

• Как использовать двухфакторную аутентификацию для SSH-подключений.
• Безопасное использование «проброса ключа» (agent forwarding).
• Завершение зависшей сессии.
• Оставляем терминал открытым при выходе или разрыве связи.
• Расшариваем удаленный терминал с другом (без Zoom!).

На вебинаре проведенном LoRa Alliance под эгидой компании Semtech, президент ассоциации пользователей DLMS анонсировал будущий выпуск первого коммуникационного профиля на базе протокола LoRaWAN. Более двух лет ассоциация пользователей DLMS и LoRa Alliance взаимодействуют друг с другом для того, чтобы определить надежный и безопасный способ поддержки протокола DLMS в сети LoRaWAN.

Возможность передачи данных с помощью нового коммуникационного профиля была продемонстрирована в 2018 году, а также в последующие годы на European Utility Week 2019 и Indian Smart Utility Week 2020.

Новый коммуникационный профиль на базе протокола LoRaWAN – это главный результат взаимодействия DLMS UA и LoRa Alliance, который обеспечит надежность и интероперабельность в будущих реализациях устройств с поддержкой DLMS, работающих в сети LoRaWAN.

В октябре 2019 года вышла вторая версия спецификации СПОДЭС – корпоративного стандарта ПАО «Россети» СТО 34.01-5.1-006-2019 «Счетчики электрической энергии. Требования к информационной модели обмена данными», а в июле 2020 года Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии «Росстандарт» утвердило СПОДЭС в качестве национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р 58940-2020 «Требования к протоколам обмена информацией между компонентами интеллектуальной системы учета и приборами учета».

За один год СПОДЭС прошла путь от корпоративного стандарта до национального стандарта Российской Федерации. Однако и сегодня для многих СПОДЭС является тайной за семью печатями.

Общаясь в кругу тех, кто разрабатывал эту спецификацию, а также принимая участие в её разработке и сопровождении, у меня накопился определенный опыт, которым я хочу поделиться с вами и рассказать о спецификации СПОДЭС.

Я уже давно влюблен в низкоскоростные системы передачи по радио. Настолько давно и так неудачно, что эта любовь стала казаться мне безнадежной. И вот недавно мне повезло, мне ответили взаимностью.

Первые операции по 5G в России

1. Первая операция – извлечение NFC-чипа, вживленного в руку Джорджа Хелда, исполнительного вице-президента по развитию цифрового и нового бизнеса Билайн. С самим чипом, как и с рукой Джорджа, все в порядке, просто чип успел к тому времени морально устареть (его устанавливали в 2015-м году).
2. Вторая операция (удаление раковой опухоли у одного из пациентов клиники) проводилась с использованием подключенного к 5G-сети лапароскопа с 4К-камерой, анестезиологического пульта, нескольких камер и мультимедийной «белой доски» Huawei 5G для обмена экспертными мнениями всеми сторонами консилиума и выработки рекомендаций в режиме реального времени.

Как всё работало

Software Defined Radio (программно-определяемая радиосистема) — это метод замены работы по металлу (что, в принципе, полезно для здоровья) на головную боль программирования. SDR пророчат большое будущее и основным достоинством считается снятие ограничений в реализации радиопротоколов. Примером является метод модуляции OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing), которая стала возможна только методом SDR. Но есть в SDR и еще одна, чисто инженерная возможность, — это возможность контролировать и визуализировать сигнал в любой произвольной точке с наименьшими усилиями.

Одним из интересных стандартов связи является наземное эфирное телевидение DVB-T2.
Зачем? Конечно, можно просто не вставая включить телевизор, но смотреть там абсолютно нечего и это уже не моё мнение, а медицинский факт.

Если серьёзно, DVB-T2 разработан с очень широкими возможностями, в том числе:

• indoor применение
• модуляция от QPSK до 256QAM
• полоса пропускания от 1,7MHz до 8MHz