2016-11-30

techwork: (Default)
2016-11-30 09:36 pm

(no subject)

Поразмышлял про IoT.
В IoT есть такой момент - передача данных.
Для того чтобы понять структуру это явления надо классифицировать типы обменов и потребителей, а также сред.
1. стациоарные точки с малым трафиком - например регулярная передача по расписанию данны счётчика или термометра. Или на событие типа call.
2. стационарные точки с нормальным трафиком от 64 килобит в сутки. Это системы мониторинга, не говорю о видеомониторинге - там речь о гораздо большем потоке и это по сути не IoT. Для таких систем важно наличие интеракивного режима обмена данными. Пользователь или контролирующее устройство должно иметь возможность опросить оконечные устройства сложным запросом, получить пи этом разносторонний ответ. Тут 100 битами не обойдёшься. Ил же вообще онлайн мониторинг показателей и отдача комманд на исполнение оконечным устройствам. Даже удалённая система полива уже требует этого - потому что это не просто вкл выкл - нужно проконтролировать атмосферные явления и желательно чтобы это видел владелец и мог сам решить поить ему или не надо.
3. Walk-On точки - Скорость перемещения 5 км час. Ну или песик не слишком резвый. Маячок должен пересылать его координаты. Особенность всех Walk-On систем состоит в том что они даже если не имеют входящего канала передают регулярно небольшие пакеты данных - координаты GPS. Но тут кстати и начинаются споры подходов. Есть подход - я найду по клику - событие инициирует включение GPS то считывает координаты передаёт и выключается. Тут достаточно коротких пакетов. Второй же подход мониторинг, там тоже событие инициирует включение GPS, но после первой передачи не отключается. А продолжает передавать координаты и тут короткого пакета не достаточно. Можно передавать координаты множеством мелких пакетов . Но тут вопрос выигрыша с учётом помех.
4. Move-On точки - например мониторинг показателей обычного дорожного автомобиля тут две проблемы - высокая скорость до 130 км минимум - а следовательно протокол должен это уметь. А во вторых физические условия движения - например вибрация, толчки перепады температур, ускорение. Устройство приёмника должно надёжно работать в этих условиях.
5. Fly-On сверхвысокие скорости - тут всё что и для Move-On только гораздо жёстче , но зато по цене возможности выше. Ведь устройство надо ещё продать.
Кроме того по плотности заселения и помехам.
1. Центр Города. Экстремальная плотность, огромное количество помех. А для не лиценизируемых диапазонов ещё и огромное количество желающих вклиниться. И высочайшие требования к качеству и доступности.
2. Большой Город. Большая плотность, огромное количество помех. А для не лиценизируемых диапазонов ещё и огромное количество желающих вклиниться.
3. Пригород или малый город. Средняя плотность, среднее количество помех. Среднее количество желающих вклиниться для не лиценизируемых диапазонов.
4. Коттеджные посёлки и поселения городского типа, крупные сёла и малые города. Средняя плотность, низкое количество помех. Малое количество желающих вклиниться для не лиценизируемых диапазонов.
5. Деревни, ланшафдт со средней заселённостью, районы между городами в заселёной области. Низкая плотность, низкое количество помех. Малое количество желающих вклиниться для не лиценизируемых диапазонов.
6. Малозаселённая часть с некоторым количеством деревень Низкая плотность, нет помех, никто не мешает обмену данными.
И так зная требования и среду.
Передача информации возможна проводная и беспроводная. С проводной всё в целом понятно - это наш простой интернет. А вот беспрводная. Тут много варантов.
И так WiFi - его дальность и возможности всем нам знакома как и проблемы в разных условиях.
далее сотовая связь здесь актуальны GPRS EDGE WCDMA TD-SCDMA LTE . CDMA лучше всех по энергопотреблению. А оно важно.
делее новые провайдеры для IoT LPWAN - это работающие в не лицензруемых диапазонах SigFox (UNB один канал занимает полосу в эфире с шириной 100 Гц), LoRa (UWB один канал занимает полосу в эфире с шириной 125 или 250 кГц), СТРИЖ (UWB), Weightless (UWB), Nwave (UNB), Dash7 (UWB), Nuel (UWB). и много других проектов.
Специальные проекты сотовых операторов NB CIoT и NB LTE.
Так вот тут на самом деле очень много меркетингового лукавства.
Например SigFox читаешь официальные релизы и 40 километров дальность, и устройство 3 доллара, и две пальчиковые батарейки на 6 лет. :) Ага щасс. Это цифры в 6 и 5 зоне, когда рядом нет конкурирующих сетей. А не забываем что это не лицензируемый диапазон. А значит и я могу врубить свой передатчик. И при этом батарейка так живёт если передаёт 50 байтов в сутки и на устройстве эти 50 байт передающем на девай SigFox свой источник питания. И скорость движения до 5 км в час. Без вибраций и толчков. Ну как вам дополнительные условия ? Охуительно да ? :) А вот смотрим реальные условия - Большой город. И что мы имеем - помехи, другие сети, железобетон, 1 километр дальности, батарея питает не только сам передатчик, да и передатчик на максимум . И тут у нас уже знаменитый планшетный ковшик. В Планшете экран потребляет 80-95% энергии. А микросхемы и так давно потребляют очень мало. Если мы врубаем GPS то он отжирает 15-20% энергии. Т.е. нет совершенно никакой пользы в экономии одного вата там где их сьедается сто. И в сухом остатке ...
А в сухом остатке на максимуме нагрузке - а это 1 и 2 уже сейчас. А в будущем и 3 и 4. Потребление энергии такое же как у передатчика терминала WCDMA и скорость... 100 бит в секунду до 5 км в час а на 20 километрах в час уже не работает. При этом WCDMA тоже потребление в реальных условиях а скорость передачи данных от 146 килобит на скорости в 130 километров в час. Такая скорость передачи означает что устройство передачи данных может быть включено в рабочий режим на очень короткое время, а в остальное время прибывать в энергосберегающем режиме. Так что тут сплошные бонусы - быстрое получаение данных и приемлемое потребление. Да это решение проигрывает SigFox в идеальных условиях - в зоне 5 и 6 для устройств 1 и 3 при условии "я найду по клику". Но в остальном ... В общем кто то просто сглупил что вложил 155 миллион и в развитие этого проекта и открытия в десятках стран представительств и сетей. Как только врубят на этих же частотах UWB сети и клиентам надоест терпеть - временно не доступен, батарейка садиться через три месяца если реально использовать в центре города, и информативность так себе. :) Кроме того возможно и специализированные протоколы сотовых сетей окажутся по энергопотреблению не плохи по сути они те же UWB сети только лишённые недостатков нелецинзируемых частот. Но даже уже сейчас IoT over CDMA пригоден практически для всех решений в пределах покрытия сотовых сетей. Даже 1 в зонах 1-4 и то, в городской застройке дальность стабильной передачи данных особенно небольших 1,5-2 километра. Это даже больше чем у UNB систем, и столько же сколько у UWB систем - которые по сути в основном аналог сотовых систем CDMA как FDD так и TDD. Только с немного другими параметрами. Не сильно влияющими на потребление передатчиков.
Так что UNB станет хреново работающим мусором ни на что не годным через пять лет. Да и сейчас сомнительно. А UWB продержится дольше - но то что частоты не лицензированы все равно в местах интенсивного радиообмена скажется - посмотрите что твориться с WiFi в центре города. Будет ровно тоже самое. Какая нибудь LoRaWAN в качестве радиоудлинителя в локальных сетях жить и будет но .... IoT без цели будет всегда лишь маркетинговой разводкой. За управление и дистанционное получение данных всегда придётся платить. Стационарные устойства всегда будут иметь возможность запитаться локально. Кроме сарая в диком поле - но ему то IoT точно не нужен. А носимые 5 километров в час это мало. На ошейник собаке да. Но а если она в автобус забежит ? И собака невидима. Человек тем более пользуется транспортом. Это сразу все UNB в помойку. UWB же системы не дают никакой особой выгоды по сравнению с CDMA. Если датчик на машине потребует зарядки раз в пол года или раз в четыре месяца да какая нафиг разница - тем более что в машине есть бортовая сеть и можно подзаряжать от неё. Но даже без этого 4 или 6 месяцев - разница не столь важна как зона покрытия и гарантированная работа. Тут тогда остаётся фактор цены .... но и тут 3 доллара это миф - на сайте разработчика чипов его стоимость 15. Значит таже история что с индийским "самым дешёвым в мире телефоном". Он может и будет 3 доллара - через пять лет при большом тираже. Но CDMA устройство если нормально сделать будет тоже самое. А тарифы на обслуживание - а кто говорит что они будут сильно дешевле ? Этого нет и рядом. Да если у вас устройство в сутки за городом передаёт 100 - 1000 байт в сутки то да выйдет дешевле чем использовать CDMA. Но всё остальное выходит по сути тоже самое - яйцо вид в профиль. Только ограничений больше.