Невесомость (беспроводная связь)
 | Эта статья содержит контент, написанный как реклама . ( Март 2013 г. ) |
Weightless представлял собой набор технологии малой мощности глобальной сети (LPWAN) спецификаций беспроводной для обмена данными между базовой станцией и множеством машин вокруг нее.
История
[ редактировать ]Компания Cambridge Wireless провела мероприятие в Центре Моллера в Кембридже, Великобритания , 30 сентября 2011 года. С докладами выступили компании Neul, Landis+Gyr , Cable & Wireless и ARM Holdings . Группа по интересам «Невесомость» продвигала технологию (SIG), о которой было объявлено 7 декабря 2012 года. Группу возглавлял Уильям Уэбб, профессор Кембриджа и основатель компании Neul. Следующее мероприятие состоялось в сентябре 2013 года, когда была опубликована версия 1.0.
Название Weightless было выбрано, чтобы отразить намерение обеспечить низкие накладные расходы на передачу для устройств, которым необходимо передавать лишь небольшие объемы данных. Логотип Weightless отображается прописными буквами, а в правом верхнем углу светло-голубого прямоугольника появляется буква W со сплошной синей линией над ней.
В сентябре 2014 года Neul была приобретена Huawei примерно за 25 миллионов долларов. К 2015 году компания Nwave Technologies объявила о развертывании системы в Копенгагене (Дания ) и Эсбьерге (Дания) . Однако наблюдатели отметили отсутствие продукции на рынке. Ubiik , компания из Тайваня , объявила о предварительных заказах в 2017 году.
Выполнение
[ редактировать ]Weightless-N использует схему цифровой модуляции с дифференциальной двоичной фазовой манипуляцией (DBPSK) для передачи в узких полосах частот с использованием алгоритма скачкообразной перестройки частоты для подавления помех и повышения безопасности. Он обеспечивает шифрование и неявную аутентификацию с использованием режима общего секретного ключа для кодирования передаваемой информации с помощью 128-битного алгоритма AES. Технология поддерживает мобильность, поскольку сеть автоматически направляет сообщения терминала в правильный пункт назначения. Несколько сетей, обычно управляемых разными компаниями, активны и могут быть размещены в одном месте. Каждая базовая станция запрашивает центральную базу данных, чтобы определить, в какой сети зарегистрирован терминал, чтобы соответствующим образом декодировать и маршрутизировать данные.
Weightless-W использует дуплексную работу с временным разделением каналов со скачкообразной перестройкой частоты и переменными коэффициентами расширения для увеличения дальности действия и размещения маломощных устройств в полосах частот или каналах в пределах полосы наземного телевизионного вещания. Каналы, используемые ближайшим телевизионным передатчиком, идентифицируются и остаются неизменными, в то время как каналы, не используемые для телевизионного вещания, могут быть выделены для использования невесомыми устройствами. [ 1 ]
Сеть базовых станций взаимодействует с Интернетом или частной сетью для передачи информации с устройств в компьютерную систему; и данные обратно на устройства. Нисходящая линия связи с устройствами использует временные интервалы (TDMA), а восходящая линия связи с базовой станцией делится на подканалы, чтобы несколько устройств могли обмениваться данными с базовой станцией.
Первоначально существовало три опубликованных стандарта подключения Weightless: Weightless-P, Weightless-N и Weightless-W. Weightless-N представлял собой технологию LPWAN только для восходящей линии связи. Weightless W был разработан для работы в телевизионном пространстве. Weightless-P с двунаправленной узкополосной технологией, предназначенной для работы на лицензированных и нелицензионных частотах ISM , тогда назывался просто «Weightless». [ 2 ]
Связь и соединение
[ редактировать ]Базовая станция передает невесомый кадр, полученный несколькими тысячами устройств. Устройствам выделяется определенное время и частота для передачи данных обратно на базовую станцию. Базовая станция подключена к Интернету или частной сети. Базовая станция обращается к базе данных, чтобы идентифицировать частоты или каналы, которые она может использовать, не создавая помех наземному телевизионному вещанию в своей местности. [ 3 ]
Weightless — это протокол беспроводной связи для межмашинной связи (M2M), известный как Интернет вещей (IoT), на расстояниях от нескольких метров до примерно 10 км. [ 4 ]
Связанные технологии
[ редактировать ]Сообщается, что другие технологии, использующие каналы, не используемые для наземного телевизионного вещания в конкретном районе, также находятся в стадии разработки. Один из них — Wi-Fi по стандарту IEEE 802.11af . Стандарт IEEE 802.22 определяет уровни MAC и PHY для пустых пространств телевидения, которые соответствуют FCC и международным стандартам вещания в этом спектре. Он также определяет общую модель протокола для согласования и выбора общего диапазона спектра для работы устройства. Реализация «Невесомого радио» будет соответствовать этому стандарту и позволит совместно использовать доступный спектр.
Еще одна технология разработана компанией Sigfox . [ 5 ]
Технические характеристики и особенности
[ редактировать ]Первоначальная спецификация Weightless была разработана для межмашинной недорогой системы связи с низким энергопотреблением для использования в пустом пространстве между телевизионными каналами в 2011 году инженерами, работающими в Neul в Кембридже, Великобритания . [ 6 ] Спецификация Weightless-W основана на временным разделением каналов дуплексной технологии с и скачкообразной перестройкой частоты с расширенным спектром в попытке минимизировать влияние помех и с переменными коэффициентами расширения в попытке увеличить дальность действия (за счет более низкой скорости передачи данных) и обеспечить устройства с низким энергопотреблением и низкой скоростью передачи данных.
Невесомость v1.0
[ редактировать ]Официальный стандарт Weightless-W был опубликован в феврале 2013 года. Стандарт Weightless-N был опубликован в мае 2015 года. В сетях, использующих технологию Weightless-W, базовая станция запрашивает базу данных, которая определяет каналы, используемые для наземного телевизионного вещания в ее локальной зоне. Неиспользуемые каналы – так называемое белое пространство – могут использоваться базовой станцией для связи с терминалами по протоколу Weightless-W. Терминальные конечные точки были разработаны как недорогие устройства, потребляющие минимальное энергопотребление и способные работать автономно в течение нескольких лет. [ 7 ]
Воздушный интерфейс
[ редактировать ]Weightless-W Протокол работает в диапазоне телеканалов. Протокол Weightless-W делит полосу на каналы. Базовая станция запрашивает базу данных, чтобы определить, какие каналы используются станциями наземного телевизионного вещания в этом районе, а какие из них бесплатны для использования устройствами белого пространства (например, теми, которые используют Weightless). Ряд методов модуляции и кодирования используется, чтобы позволить каждой базовой станции обмениваться данными на различных скоростях с терминалами, некоторые из которых могут находиться поблизости, а другие - на расстоянии нескольких километров. Скорость передачи данных может варьироваться в зависимости от расстояния и наличия радиопомех: типичный диапазон составляет примерно от 0,1 Мбит/с до 16 Мбит/с. Конструкция радиоинтерфейса и протокола минимизирует стоимость оборудования и его энергопотребление. Широкополосная нисходящая линия связи от базовой станции к терминалу использует одну несущую в неиспользуемом телевизионном канале 6 МГц (для США) или 8 МГц (для Великобритании). [ 8 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Билл Рэй (18 августа 2011 г.). «Белое пространство: следующая большая вещь в сетях» . Регистр . Проверено 24 сентября 2021 г.
- ^ Марк Амбасна-Джонс (15 августа 2018 г.). «Познакомьтесь с кланом LPWAN: конкурентами Интернета вещей с низким энергопотреблением» . Регистр . Проверено 23 сентября 2021 г.
- ^ Билл Рэй (27 июня 2011 г.). «Кембридж получает белый (космический) оттенок» . Регистр . Проверено 24 сентября 2021 г.
- ^ Билл Рэй (14 июня 2011 г.). «Кембриджский стартап запускает первое в мире белое космическое радио: 16 Мбит/с, радиус действия 10 км, на батарейках и без лицензии… просто это не законно» . Регистр . Проверено 24 сентября 2021 г.
- ^ Калум Макклелланд (30 июня 2020 г.). «Подключение IoT — сравнение NB-IoT, LTE-M, LoRa, SigFox и других технологий LPWAN» . Интернет вещей для всех . Проверено 23 сентября 2021 г.
- ^ Билл Рэй (22 апреля 2011 г.). «Как построить национальную сотовую беспроводную сеть за 50 миллионов фунтов стерлингов: это легко, когда все ваши клиенты — машины» . Регистр . Проверено 24 сентября 2021 г.
- ^ Брайан Бенчофф (25 октября 2013 г.). «Невесомый чип Интернета вещей становится менее пустым» . Блог Хакадей . Проверено 24 сентября 2021 г.
- ^ Ян Пул (2012). «Невесомая беспроводная связь M2M в белом космосе» . Радиоэлектроника . Архивировано из оригинала 11 мая 2012 года . Проверено 24 сентября 2021 г.
