Главная страница
Навигация по странице:

  • ШЕШАЛЕВИЧ, Владислав Викторович.

  • LPWAN – Low-power Wide-area Network. Communication for the Internet of Things.

  • SHESHALEVICH, Vladislav Viktorovich

  • Технологии связи

  • Особенности LPWAN

  • Методы модуляции

  • Принцип работы LoRa

  • Компоненты LoRa-сети

  • LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ. Владислав Викторович Шешалевич


    Скачать 1.59 Mb.
    НазваниеВладислав Викторович Шешалевич
    АнкорLPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
    Дата02.03.2022
    Размер1.59 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файла259-547-1-PB.pdf
    ТипДокументы
    #380358

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    7
    Владислав Викторович Шешалевич
    ООО «ИнноЛабс», 125367, Москва, Сосновая аллея, дом 1, квартира 343
    e-mail:vladislav@lpwa.ru, ORCID 0000-0003-3680-0125
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ.
    СВЯЗЬ ДЛЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2017.3.01
    Аннотация. Последние достижения в области удешевления датчиков и различных устройств контроля параметров промышленного и бытового оборудования привело к появлению новых коммуникационных технологий, получивших название Интернет вещей, «machine-to-machine» или М2М-технологии, основной особенностью которых является сетевое взаимодействие материальных объектов без явного непосредственного присутствия пользователей. В данной работе рассмотрены особенности применения в этих новых коммуникационных технологиях низкопотребляющих сетей большого радиуса действия (LPWAN – сетей), имеющих значительные перспективы развития и дополнения к уже ставшим традиционными технологиям типа Wi-Fi и сотовой связи. Это название описывает подход, концепцию технологий связи, объединенных принципами снижения скорости соединения для достижения большего радиуса действия при низком энергопотреблении конечных узлов. На этой концепции разными компаниями уже строятся конкретные конкурирующие системы связи, например Sigfox (первая LPWAN технология), LoRa (производная от словосочения Long Range), Ingenu RPMA, Weightless-
    P, Стриж телематика (российский аналог Sigfox) и другие, каждая из которых применяет различные методы для увеличения диапазона покрытия, использования малых энергозатрат и возможностей технической масштабируемости. Проведен анализ принципов действия указанных систем связи. Основное внимание в работе уделено описанию очень популярной LPWAN-технологии LoRa, как наиболее открытой технологии для практического применения. В её основе лежит одноименная радиомодуляция, использующая собственный метод расширения спектра. Подробно описаны топология и основные компоненты данной сети, включая сенсор (конечное устройство) с радиомодулем, гейтвей LoRa и архитектура сети. Приведены примеры выхода системы связи LoRa на отечественный рынок Интернета вещей.
    Ключевые слова: Интернет вещей, LPWAN, М2М-индустрия.
    Для цитирования.
    ШЕШАЛЕВИЧ, Владислав Викторович. LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ
    БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.. Безопасность информационных технологий, [S.l.], v. 24, n. 3, p. 7-17, july 2017. ISSN 2074-7136. Доступно на:
    .
    Дата доступа:
    30 nov.
    2017. doi:http://dx.doi.org/10.26583/bit.2017.3.01.
    Vladislav Viktorovich Sheshalevich
    LLC "Innolabs, Sosnovaya alleya 1 off. 343, 123022, Moscow, Russia
    e-mail:vladislav@lpwa.ru, ORCID 0000-0003-3680-0125
    LPWAN – Low-power Wide-area Network. Communication for the Internet of Things.
    DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2017.3.01
    Abstract. Recent advances in the field of cheaper sensors and various devices to control the parameters of industrial and household equipment has led to the emergence of new communication technologies, the so-called Internet of things, "machine-to-machine" or M2M technologies. The main feature of these technologies is a network communication of the physical objects without direct human intervention. The specifics of using the Low-power Wide-area

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    8
    Network (LPWAN network) for these new communication technologies are considered. The
    LPWAN technologies have significant prospects for development adding to already traditional technologies such as Wi-Fi and cellular. This very term describes an approach, the communication technologies, characterized by the principles of reducing the connection speed in order to achieve wider range and lower power consumption of end nodes. Based on this concept different companies have built the specific competing systems of communication, such as Sigfox
    (first LPWAN technology), LoRa (derived from Long Range) Ingenu RPMA, Weightless-P,
    “Strizh” telematics (the Russian analog of Sigfox) and others. Each of the systems applies different methods to increase the range of coverage, to lower energy consumption and to use different possibilities for scalability. The principles of functioning of these communication systems are analyzed below. The major attention is paid to describing the very popular LPWAN- technology LoRa as one of the most open technology for practical applications. It is based on the same name radio modulation using its own unique method to broaden a spectrum. The topology and the main components of this network, including the sensor (end device) with a radio module, the LoRa gateway and its network architecture are described in detail. Examples are given of the
    LoRa systems emerging on the domestic market of the Internet of things.
    Keywords: Internet of Things (IoT), LPWAN, М2М- industry
    For citation.
    SHESHALEVICH, Vladislav Viktorovich. LPWAN – Low-power Wide-area Network.
    Communication for the Internet of Things.. IT Security, [S.l.], v. 24, n. 3, p. 7-17, july 2017. ISSN 2074-7136.
    Available at:
    .
    Date accessed:
    30 nov.
    2017. doi:http://dx.doi.org/10.26583/bit.2017.3.01.
    Введение
    Такие новые IT-технологии как Интернет вещей (ИВ) или «machine-to-machine»
    (М2М-технологии) способны произвести настоящую революцию в нашем привычном жизненном укладе, в профессиональной деятельности[1-3] и помочь в преодолении глобальных изменений, которые происходят в результате демографического «взрыва», энергетического кризиса, истощения ресурсов Земли и загрязнения окружающей среды.
    Для практической реализации этой тенденции, «вещи» должны получить возможность обмена информацией между собой, а также с пользователями для того, чтобы обеспечить интеллектуализацию процессов принятия решений и их положительное влияние, в частности, на всю экосистему.
    Множество независимых исследований прогнозируют бурное развитие и прирост выручки от ИВ и от M2M-индустрии в ближайшие десять лет. Так ожидается, что к 2020 году количество подключенных устройств и бытовой электроники к системам M2M превысит количество пользователей мобильных телефонов, персональных компьютеров, ноутбуков и планшетов. К 2024 году промышленность ИВ, как ожидается, будет генерировать доход в размере 4,3 триллионов долларов, охватывая различные секторы, к примеру: производство различных устройств контроля, сферу связи, и другие дополнительные услуги [4-7].
    Последние достижения в области удешевления датчиков и устройств, наряду с появлением новых коммуникационных технологий, являются положительными показателями прогнозируемых тенденций.
    В связи с этим представляется актуальным вопрос анализа особенностей так называемых LPWAN-сетей, задающих оригинальную парадигму коммуникаций, которая дополнит сотовую связь и технологии беспроводной связи малого радиуса действия для различных приложений ИВ. Ожидается, что их рынок будет огромным: примерно 1/4 часть от 30 млрд. устройств ИВ будут подключены к Интернету с использованием сетей
    LPWAN, используя либо частные технологии, либо технологии сотовой LPWAN-связи
    [5].

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    9
    Технологии связи
    Различные виды современной беспроводной связи представлены на рисунке 1.
    Рисунок 1 - Технологии беспроводной связи
    (Fig. 1 -
    Wireless technology)
    Наиболее популярные в наши дни для передачи данных с различных устройств виды связи можно разделить на две основные категории. Первая - связь малого радиуса действия, к ней относятся такие технологии, как Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee. Вторая - связь большого радиуса действия, где «правят бал» сети сотовой связи GSM 2G, 3G, 4G.
    Анализ тенденций развития сотовых сетей показывает, что они постоянно движутся в сторону увеличения объема передаваемой информации. Рост передаваемого трафика и требований пользователей приводят не только к тому, что каждое новое поколение сети предоставляет расширенные возможности групповой и видео-связи, мобильных приложений, но и связаны с уменьшенем зоны покрытия одной базовой станцией. Если в
    GSM можно было говорить о радиусе соты до 5 км в городе, то в 4G сетях речь идет о расстояниях меньше километра. В следующем поколении сетей 5G радиус покрытия сотой будет составлять всего несколько сотен метров. Кроме того, дорогие и сложные в технической реализации устройства сотовой связи вынуждены работать с различными видами волн для передачи голоса, текста и высокоскоростной передачи данных, что отрицательно влияет на срок жизни устройств питания и их стоимость.
    Около 5 лет назад пользователи Европы обратили внимание на то, что развитие сотовых сетей идет в разрез с требованиями беспроводной связи для большинства датчиков, телеметрии, и того, что зовется Интернетом Вещей. Ведь огромному числу этих устройств не нужны высокие скорости и большие объемы передачи данных, им достаточно лишь иногда сообщать о своем статусе и небольших изменениях. Для устройств контроля малой мощности явно прослеживается потребность в уменьшении сложности их технической составляющей с целью сокращения стоимости.

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    10
    Например, датчик открытия двери в устройствах охранной сигнализации почти весь срок своей жизни «спит», активизируясь лишь при срабатывании и в этом случае ему нужно отправить пакет всего в несколько байт. И таких устройств великое множество — от приборов учета в ЖКХ (электросчетчики, водосчетчики, и тд.) до управляемых уличных фонарей, контролируемых парковочных мест, датчиков присутствия и т. п. Вне городских территорий подобных применений оказывается еще больше: точное земледелие, мониторинг транспорта, безопасность газопроводов, мониторинг вырубки леса и дикой природы и многое другое.
    Рисунок 2 - Сравнение систем сотовой связи и LPWAN
    (Fig. 2 -
    Comparison of cellular systems and LPWAN)
    Для контрольных устройств важно также долгое время работы без обслуживания, максимально привлекательная стоимость и минимальные затраты на инфраструктуру. Это послужило предпосылкой для активного создания технологий связи, получивших название LPWAN (Low Power Wide Area Network) — малопотребляющие сети большого радиуса действия.
    Под этим названием понимается подход, концепция технологий связи, объединенных принципами снижения скорости соединения для достижения большего радиуса действия при низком энергопотреблении конечных узлов. На этой концепции разными производителями уже строятся конкретные конкурирующие системы, например
    Sigfox (первая LPWAN технология), LoRa (производная от словосочения Long Range, наиболее открытая технология для использования), Ingenu RPMA, Weightless-P, Стриж телематика (российский аналог Sigfox) и другие. Каждая из них применяет различные методы для увеличения диапазона покрытия, использования малых энергозатрат и возможностей технической масштабируемости.
    Особенности LPWAN
    У всех указанных систем LPWAN-связи много общего.
    1. Необходимость иметь дешевые конечные модули приводит к максимальному упрощению топологии сети. В большинстве случаев это «звезда», когда в центре

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    11 устанавливается гейтвей (базовая станция), вокруг которого на большой территории распределены датчики.
    2. В отличие от работы в mesh (ячеистой топологии), контрольные устройства не должны тратить впустую энергию для прослушивания других устройств, передающих свой трафик через них. 3. Базовая станция, которая находится в постоянно активном режиме, обеспечивает простой и быстрый доступ конечным устройствам.
    Датчики выходят на связь по необходимости, а в другое время находятся в режиме
    «сна». При этом, как правило, отсутствует механизм согласования сеансов связи и радиочастота выбирается конечным узлом из доступного диапазона случайным образом
    (используются протоколы MAC уровня ALOHA с произвольным доступом, в котором конечные устройства передают информацию без протокола канального уровня). Простота
    ALOHA протокола способствует экономии энергии конечных устройств c батарейным питанием. При этом преимущественно связь идет по направлению от конечных узлов на гейтвей, а обратная связь ограничена.
    Стоит отметить, что технологии LPWAN обеспечивают значительную зону покрытия и малое потребление энергии за счет низкой скорости передачи данных (как правило, при передаче до десятков килобит в секунду) и при наличии задержки передачи сигнала (в секундах или минутах). Эти технологии не подходят для работы устройств с высокой пропускной способностью, требующих сверхмалой задержки, например, для оборудования беспроводного управления производственными процессами (АСУ ТП).
    Однако существует множество областей применения данных технологий, которые предусматривают небольшой объем передачи данных с нефиксированными интервалами передачи, например: разработки для «умных домов и городов», приложения для измерения данных, носимой электроники, для сфер логистики, мониторинга среды и т.д.
    Одно из важнейших достижений этих технологий — в высокой чувствительности радиомодулей. По сравнению с GSM связью она на 20 дБ больше, и очень близка к теоретическому пределу чувствительности радио. Сигнал работает ниже уровня шума в соотношении SNR до -10. Использование полосы частот ниже 1ГГц и специальных схем модуляции радиосигнала позволяет конечным устройствам подключаться к базовым станциям на расстоянии до десятков километров в зависимости от их местоположения
    (сельская / городская местность)
    [8,9].
    Низкое энергопотребление. Типичным является срок работы устройств — до 10 лет на литиевой батарейке типоразмера АА при условии отправки 1го пакета с данными в час.
    Выбор 10-ти летней границы связан со сроком саморазряда литиевых батарей.
    Получается, что в таком режиме работы датчик не успеет разрядить батарейку быстрее, чем она сама разрядится. Если говорить про обычные щелочные батарейки (alkaline), их срок жизни 2-3 года.
    Методы модуляции
    Технологии LPWAN предназначены для бюджета канала связи в 150±10 дБ, что позволяет расширить диапазон покрытия от нескольких километров в городской среде до десятков километров в сельских районах. На физическом уровне применение данной технологии обеспечивает высокое качество передачи данных с одновременным контролем уровня модуляции для того, чтобы хватало мощностей для передачи каждого бита информации. Вследствие этого, принимающие устройства могут правильно расшифровать даже слабые сигналы. Для современных приемников LPWAN нормой чувствительности считается -130 дБм.
    В различных системах LPWAN-связи приняты два основных метода модуляции: узкополосный метод и метод расширения спектра.

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    12
    Узкополосные техники модуляции обеспечивают значительный бюджет канала связи, кодируя сообщения на низкой пропускной полосе (обычно меньше чем 25 кГц). Эти техники модуляции эффективно делят весь спектр между каналами, назначая каждому каналу свою, очень узкую полосу. Уровень шума в каждой узкой полосе минимален.
    Поэтому приемнику не требуется улучшать качество обработки сигналов для его расшифровки, что позволяет разрабатывать простой и недорогой дизайн для приемопередатчика. NB-IoT и Weightless-P являются примерами применения подобных узкополосных технологий [10].
    Несколько технологий LPWAN предусматривают сжатие каждого сигнала в канале в сверх-узкой полосе (UNB) с шириной всего 100 Гц (например, Sigfox или Стриж), уменьшая тем самым уровень шума и увеличивая число конечных устройств на каждой полосе. Однако эффективная скорость передачи данных для конечных устройств при этом также уменьшается. Поэтому необходимо предусматривать увеличение временного отрезка для включенного радио канала. Низкая скорость передачи данных, в сочетании с требованиями спектра при разделении основных полос, может ограничивать максимальный объем нагрузки и частоту передачи пакетов данных, ограничив тем самым количество возможных бизнес-моделей.
    Техники расширения спектра передают узкополосный сигнал по полосе с более широким диапазоном частот, но с теми же энергозатратами. Передача шумового сигнала труднее отследить наблюдателям со стороны. Такая передача лучше защищена от внешних помех и вмешательств. Однако в данном процессе требуется увеличение объема обработки сигналов для его расшифровки принимающими устройствами, так как часто сигнал приходит ниже уровня шума. Передача узкополосного сигнала по широкой полосе приводит к менее эффективному использованию спектра. Но эта проблема, как правило, преодолевается при помощи многократных ортогональных последовательностей. Пока разнообразные сигналы используют различные ортогональные последовательности или возможности расширения спектра, все они могут быть расшифрованы одновременно, что приводит к более высокой пропускной способности сети. Существующие стандарты используют различные типы расширения спектра. Расширение спектра методом прямой последовательности - Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) - и методом линейной частотной модуляции - Chirp Spread Spectrum (CSS) - используются технологиями Ingenu
    RPMA и LoRa соответственно.
    Принцип работы LoRa
    Остановимся подробней на рассмотрении наиболее популярной LPWAN технологии
    LoRa. В её основе лежит одноименная радиомодуляция, использующая собственный метод расширения спектра. Данная технология была разработана и введена в коммерческую эксплуатацию корпорацией Semtech (Швейцария). Двунаправленная связь обеспечивается специальным методом расширения спектра (CSS), который передает узкополосный сигнал по каналу с более широкой полосой. В результате сигнал очень сложно обнаружить извне, он защищен от внешних помех и шумов. В отличие от многих других LPWAN технологий, за счет более широких каналов передачи (125-500 кГц на канал) обеспечивается более высокая скорость соединения. Кроме того, решается вопрос обратной связи на дешевой компонентной базе, что вызывает затруднения у конкурирующих технологий на узкой и сверхузкой (UNB) полосах пропускания.
    Передатчик может менять частоты при передаче сигнала без смены фаз между передаваемыми символами. Так как смена частоты происходит без увеличения энергетических затрат, приемник, находящийся на значительном расстоянии, может расшифровывать приглушенный, в несколько дБ сигнал.

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    13
    Рисунок 3 - Чувствительность LoRa vs GSM
    (Fig. 3 -
    The sensitivity of the LoRa vs GSM)
    LoRa поддерживает многократный коэффициент расширения спектра SF (от 7-12) для нахождения оптимального соотношения между скоростью передачи данных и дальностью связи. Более высокий коэффициент предусматривает большую дальность за счет более низких скоростей передачи данных и наоборот. LoRa также комбинирует помехоустойчивое кодирование - Forward Error Correction (FEC) - с методом расширения спектра для увеличения чувствительности приемника. Скорость передачи данных колеблется от 300 бит/с до 11 кбит/с в зависимости от коэффициента расширения спектра и ширины канала. К тому же, базовая станция LoRa может одновременно получать множество сигналов при использовании различных коэффициентов расширения SF.
    Поэтому надо отметить, что коэффициент расширения спектра является третьим фактором, наравне с временем и частотой для вариативного использования технологии.
    Сообщения, исходящие от конечных устройств, получает не одна, а все базовые станции в зоне действия, что предусматривает топология «звезда звезд» (рисунок 4).
    Используя различные радиопараметры на сенсорах для отправки и приема сообщений,
    LoRa значительно увеличивает процент успешно полученных сообщений.
    Рисунок 4 - Топология сети
    (Fig. 4 -
    Network topology)

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    14
    Дубликаты данных, полученных несколькими гейтвеями, отфильтровываются на уровне сервера.
    Также в LoRa предусмотрен механизм определения местоположения датчиков при получении сообщения многими гейтвеями. С этой целью используется механизм «разница во времени прибытия сообщения» (TDOA), за счет точной синхронизации времени на гейтвеях.
    Популярность данной технологии обусловлена тем, что в интересах увеличения продаж числа радиочипов, компания Semtech открыла полностью исходные коды для конечных устройств, базовых станций, а также референсный вариант сетевого сервера. В
    LoRa Alliance (организация, созданная для стандартизации единого сетевого протокола на технологии LoRa), входит на сегодняшний день порядка 400 компаний.
    Компоненты LoRa-сети
    Для работы LoRa-сети необходимо 3 составляющие:
    1. Сенсор (конечное устройство) с радиомодулем, представленный на рисунке 5.
    Рисунок 5 - Сенсор LoRa
    (Fig. 5 -
    Sensor LoRa)
    Его параметры
    - бюджет канала связи – 168дБ;
    - низкое энергопотребление - 29мА в режиме передачи и 200мкА в спящем режиме;
    - время на передачу 1-го сообщения – от 110мс до 2.3сек (зависит от расстояния);
    - работа до 10 лет от батарейки AA;
    - рабочие частоты в нелицензируемом диапазоне: 433, 868 МГц;
    - минимальная стоимость готового передатчика – $10;
    2. Гейтвей LoRa (рисунок 6)
    с параметрами:
    Рисунок 6 - Гейтвей LoRa
    (Fig. 6 -
    LoRa Gateway)

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    15
    - чувствительность до -142,5 дБм;
    - возможность работы с отрицательным отношением сигнал/шум (до -9 дБ);
    - динамическая адаптация канала под различные скорости передачи;
    - 1 гейтвей обслуживает до 20000 передатчиков;
    - минимальная стоимость гейтвея — 300$.
    3. Сетевой сервер.
    Авторизация и расшифровка пакетов данных происходит на сервере, обмен сообщения с датчиками зашифрован (end-to-end) типом шифрования AES-128.
    Сетевой сервер может быть развернут как локально, так и в облаке (рисунок 7).
    Рисунок 7 –Архитектура сети LoRa
    (Fig. 7 - Network architecture LoRa)
    На рисунке видно, что после того, как данные с датчиков поступили на сервер, они передаются дальше в пользовательские приложения и платформы для аналитики и принятия решений.
    Заключение
    В России применение технологии LoRa стало особенно заметно в последние 2 года[11], когда на рынок стали выходить компании, строящие свои сети и предоставляющие услуги на этой технологии. В первую очередь это компании, предоставляющие услуги для ЖКХ по удаленному сбору показаний с приборов учета
    (МОЭСК, ЛОЭСК), а также реализующие проекты в нефтегазовой (ТрансгазМосква), транспортной (РЖД) и логистической сфере. В рамках Ассоциации Интернета Вещей создана и активно действует рабочая группа по технологии LoRa. Основные участники рынка в России: Иннолабс (www.lpwa.ru), Лэйс (www.lace.io), Сеть868 (www.net868.ru),
    Лартех (www.lar.tech).

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    16
    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
    1 Коновалова С.В., Миронов А.Н. Аспекты информационной безопасности интернета вещей. ИТ-Стандарт. 2016. Т. 1. № 4 (9). С. 49-51.
    2 Зайцев Д.К., Киселёва Т.В. Актуальные проблемы интернета вещей. В сборнике:
    Студенческая наука для развития информационного общества Сборник материалов V
    Всероссийской научно-технической конференции. 2016. С. 285-286.
    3 Смыслов А.П. Взгляд в будущее: развитие технологий интернета вещей. В сборнике:
    Проект для России Сборник статей участников VII Международного научного студенческого конгресса: электронный ресурс. Научный руководитель: В.И. Бариленко,
    Ответственные редакторы: О.В. Карамова, А.П. Буевич. 2016. С. 1410-1411.
    4 Данилов К.Н., Кулик В.А., Киричек Р.В. Исследование методов идентификации и аутентификации устройств интернета вещей. Информационные технологии и телекоммуникации. 2016. Т. 4. № 3. С. 49-57.
    5 Алексеев В. Технологии «Интернета вещей» для сетей ISM нелицензируемого диапазона частот. Беспроводные технологии. 2017. Т. 1. № 46. С. 44-50.
    6 Тихвинский В., Коваль В., Бочечка Г. Перспективы стандартизации интернета вещей в международных организациях связи. Первая миля. 2017. № 2 (63). С. 26-32.
    7 Дубков И.С., Сташевский П.С., Яковина И.Н. Решение практических задач на базе технологии интернета вещей. Новосибирск, 2017.
    8 Татарникова Т.М., Елизаров М.А. Модель оценки временных характеристик при взаимодействии в сети интернета вещей. Информационно-управляющие системы. 2017. № 2 (87). С. 44-50.
    9 Кулаков Н.С. Беспроводные сети для интернета вещей. В сборнике: Межвузовская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов им. Е.В.
    Арменского Материалы конференции . 2017. С. 170-171.
    10 Кумаритова Д. Л., Киричек Р. В. Обзор и сравнительный анализ технологий LPWAN сетей. Информационные технологии и телекоммуникации. 2016. Том 4. № 4. С. 33–48.
    11 Жолудева А.В., Игнатовский А.М., Ржаных О.Е. Анализ развития интернета вещей в россии и мире. В сборнике: Сборник статей международных научных конференций сборник докладов студентов, аспирантов и профессорско- преподавательского состава по результатам научных конференции. 2016. С. 146-149.
    REFERENCES:
    [1] Konovalova S.V., Mironov A.N. The aspects of information security for the Internet of things. IT-Standart. 2016. T. 1. № 4 (9). P. 49-51. (in Russian).
    [2] Zajcev D.K., Kiselyova T.V. Actual problems of the Internet of things. V sbornike:
    Studencheskaya nauka dlya razvitiya informacionnogo obshchestva Sbornik materialov V
    Vserossijskoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii. 2016. P. 285-286. (in Russian).
    [3] Smyslov A.P. Looking to the future: the development of technologies of Internet of things. V sbornike: Proekt dlya Rossii Sbornik statej uchastnikov VII Mezhdunarodnogo nauchnogo studencheskogo kongressa: ehlektronnyj resurs. Nauchnyj rukovoditel': V.I. Barilenko,
    Otvetstvennye redaktory: O.V. Karamova, A.P. Buevich. 2016. P. 1410-1411. (in Russian).
    [4] Danilov K.N., Kulik V.A., Kirichek R.V. The study of methods of identification and authentication of IOT devices. Informacionnye tekhnologii i telekommunikacii. 2016. T. 4. № 3.
    P. 49-57. (in Russian).
    [5] Alekseev V. The technology of the Internet of things for networks in the ISM unlicensed frequency band. Besprovodnye tekhnologii. 2017. T. 1. № 46. P. 44-50. (in Russian).

    Владислав Викторович Шешалевич
    LPWAN – НИЗКОПОТРЕБЛЯЮЩИЕ СЕТИ БОЛЬШОГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. СВЯЗЬ ДЛЯ
    ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ.
    БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ = IT Security, Том 24, № 3(2017)
    17
    [6] Tihvinskij V., Koval' V., Bochechka G. The prospects for standardization of the Internet of things in the international organizations of communication. Pervaya milya. 2017. № 2 (63). P.
    26-32. (in Russian).
    [7] Dubkov I.S., Stashevskij P.S., YAkovina I.N. Solving practical tasks on the basis of IOT technology. Novosibirsk, 2017. (in Russian).
    [8] Tatarnikova T.M., Elizarov M.A. Assessment model of temporal interaction in the Internet of things. Informacionno-upravlyayushchie sistemy. 2017. № 2 (87). P. 44-50. (in Russian).
    [9] Kulakov N.S. Wireless networks for Internet of things. V sbornike: Mezhvuzovskaya nauchno-tekhnicheskaya konferenciya studentov, aspirantov i molodyh specialistov im. E.V.
    Armenskogo Materialy konferencii . 2017. S. 170-171. (in Russian).
    [10] Kumaritova D. L., Kirichek R. V. Review and comparative analysis of networking technologies, LPWAN. Informacionnye tekhnologii i telekommunikacii. 2016. Tom 4. № 4. P.
    33–48. (in Russian).
    [11] ZHoludeva A.V., Ignatovskij A.M., Rzhanyh O.E. Analysis of the development of the
    Internet of things in Russia and the world. V sbornike: Sbornik statej mezhdunarodnyh nauchnyh konferencij sbornik dokladov studentov, aspirantov i professorsko- prepodavatel'skogo sostava po rezul'tatam nauchnyh konferencii. 2016. P. 146-149. (in Russian).


    написать администратору сайта