×

Содержание материала:

1. Краткий обзор технологий и стандартов беспроводной связи для IOT

2. Основные технологии и стандарты в системах интеллектуального учета ресурсов ЖКХ

     2.1. Электрическая энергия

     2.2. Природный газ

     2.3. Тепловая энергия

     2.4. Вода

3. Основные технологии и стандарты на транспорте

­     3.1. Интеллектуальные транспортные сети (ИТС)

     3.2. «подключенный» автомобиль

          3.2.1. Технология Dedicated Short-Range communications (DSRC)

          3.2.2. Используемые технологии в сегменте IoT на транспорте

          3.2.3. Перспективные технологии 5G для использования в сегменте Connected Cars

4. Основные технологии и стандарты в промышленности

5. Выводы

 

Список рисунков

Рис. 1. Основные технологии беспроводной связи для IoT

Рис. 2. Каналы связи при построении системы АСКУЭ - быт

Рис. 3. Схема диспетчеризации показаний счетчиков воды компании "Тепловодомер"

Рис. 4. Общая архитектура автоматизированной беспроводной системы "Водоприбор учет"

Рис. 5. Использование технологии Sigfox в умных водосчетчиках в Бельгии

Рис. 6. Ожидаемый набор технологий, решений и сервисов на базе специализированных версий чипсета Qualcomm Snapdragon

 

Список таблиц

Табл. 1. Распространение ключевых интерфейсов связи, используемых в системах смарт-учета энергоресурсов в странах ЕС

Табл. 2. Типовые интерфейсы связи счетчиков электроэнергии, применяемых в АИИС КУЭ на базе комплекса "Микрон"

Табл. 3.  Сравнение DSRC/WAVE с возможностями других беспроводных технологий

 

1.Краткий обзор технологий и стандартов беспроводной связи для IoT

В зависимости от дальности действия/зоны охвата и других характеристик условно технологии беспрововодной связи для связи устройств IoT можно разбить на 4 большие группы (Рис. 1):

  • персональные сети (PAN, Personal Area Network);
  • локальные сети (LAN, Local Area Network);
  • районные/городские сети (MAN, Metropolitan Area Network);
  • глобальные сети (WAN, Wide Area Network).

Например, к персональным сетям (PAN) относятся такие стандарты и технологии как Bluetooth, ZigBee, Z-Wave, NFC и др., к локальным сетям – Wi-Fi, к районным и глобальным – технологии сотовой связи различных стандартов и поколений (2G/3G/4G), технологии с низким энергопотреблением и большим охватом LPWAN (Low-Power Wide-Area Network), спутниковая связь и пр.

Разработки последних лет в сфере беспроводной передачи данных связаны как со стремлением адаптировать имеющиеся сетевые архитектуры и протоколы, так и с созданием новых системных решений с нуля. С одной стороны, существуют технологии малого радиуса действия, довольно успешно решающие задачи IoT-коммуникаций в рамках одного помещения или ограниченной территории – Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, ZigBee и т. д. С другой стороны, есть мобильные технологии, которые находятся вне конкуренции с точки зрения обеспечения покрытия (GSM – 90% населенной территории Земли, WCDMA – 65%, LTE – 40%)[1] и масштабируемости. Однако основным недостатком как технологий малого радиуса действия,так и традиционных технологий мобильной связи является ограниченное время работы устройств от аккумулятора. Кроме того, технологии мобильной связи достаточно дороги в использовании, а Wi-Fi, Zig bee и другие технологии малого радиуса действия не обеспечивают достаточного сетевого покрытия и плохо управляемы.

Шаги, предпринятые в рамках развития стандартов мобильной связи, в частности спецификации 3GPP Release 13, направлены, в том числе, на достижение целевых показателей для IoT при сохранении преимуществ использования глобальной экосистемы. Предполагается, что эволюция этих технологий станет основой будущих модификаций стандартов мобильной связи, включая стандарты 5G.

С другой стороны, активно развиваются энергоэффективные технологии низкой мощности для нелицензируемого частотного спектра, такие как LoRa, Sigfox, российская «Стриж» и другие. Большой интерес к интернету вещей есть и у операторов спутниковой связи.

Существует также большое разнообразие технологий проводной связи, которые также достаточно широко используются для подключения устройств телеметрии и IoT – Ethernet, PLC, оптические технологии и пр.

Далее рассмотрим основные технологии, которые используются на отдельных вертикальных рынках – ЖКХ, транспорт, промышленность и др.

 

2.Основные технологии и стандарты в системах интеллектуального учета ресурсов ЖКХ

Несмотря на активное развитие технологий интеллектуального учета ресурсов (вода, тепло, газ, электроэнергия) в последние годы, указанная технологическая область продолжает сталкиваться с рядом существенных барьеров на глобальном уровне. Один из таких барьеров - вопросы стандартизации и сертификации. Внедрение таких систем подразумевает потребность в коренной переработке действующих стандартов и разработке значительной части новых стандартов, что влечет значительные временные и финансовые затраты. До недавнего времени отсутствовали единые стандарты, например, в сфере интеллектуальной электроэнергетики (Smart Grid) в различных регионах мира. В настоящее время указанная работа по унификации реализуется, в частности, Международной электротехнической комиссией (МЭК). Тем не менее, в странах ЕС, например, используются различные интерфейсы связи, используемые в системах интеллектуального учета энергоресурсов - GSM/GPRS, PLC- и радиоканалы (Табл. 1).

Отсутствие единой технической политики в сфере стандартизации и планирования развития интеллектуального учета является существенным сдерживающим фактом и в России. Проанализируем основные технологии и стандарты, которые используются в приборах учета электроэнергии, газа, тепла и воды в России.

2.1. Электрическая энергия

Далее рассмотрены стандарты и протоколы связи, которые используются в типовых решениях в сфере учета электроэнергии, предлагаемые ключевыми российскими производителями.

АСКУЭ компании "Энергомера"

  • На уровне энергоснабжающих организаций

Система АСКУЭ предоставляет пользователям информацию о фактическом потреблении электроэнергии и может быть реализована с применением различных каналов связи (PLС, GPRS, RS и т.д.) и на любом объекте, от подъезда до микрорайона.

  • На уровне бытового и коммунального потребителя

o   На уровне счетчиков: оптопорт, радиомодуль RF-433 МГц, RS485.

o   На уровне устройств сбора и передачи данных: RS485. Передача данных в ЦОИ по Ethernet/GPRS.

o   Предполагается также использование технологии ZigBee (проект «Народное АСКУЭ»[1]) (Рис. 2).

  • На уровне промышленных предприятий

o   Гарантированная доставка информации от прибора учета на верхний уровень:  2 взаимодополняющих канала связи PLC и радио.

o   Трехфазный многофункциональный счетчик активной и реактивной энергии: оптопорт, 2хRS232, 2хRS485, GSM/GPRS.

АСКУЭ-быт ("Народное АСКУЭ" компании "Энергомера")

АИИС КУЭ ОАО "Нижегородское НПО им. М.В.Фрунзе"

Дистанционный сбор данных с УСД на сервер сбора и обработки данных осуществляется посредством каналов связи GSM/CSD, GSM/GPRS или Ethernet по расписанию или команде оператора.

Сбор данных с приборов учета осуществляется по различным каналам связи:

  • PLC Cenelec A;
  • RF ISM 2400 MHz;
  • RS-485;
  • GSM.

Связь с контроллером сбора и передачи данных осуществляется по каналам связи GSM и Ethernet.

2.2 Природный газ

В соответствии с группами потребителей следует выделить два типа телеметрии 1-го, 2-го и 3-го уровней:

  • телеметрия, обеспечивающая централизованный автоматизированный сбор данных с крупных промышленных предприятий, предприятий малого и среднего бизнеса, организаций, относящихся к сфере ЖКХ, кустовых и поселковых УУГ, — это промышленно-коммунальный сектор, 1-й и 2-й уровни единой системы газоснабжения и учета газа, передача по GSM/GPRS каналам связи;
  • телеметрия, обеспечивающая централизованный автоматизированный сбор данных с населения, проживающего в многоквартирных и частных домах, — это бытовой сектор, 3-й уровень единой системы газоснабжения и учета газа, передача по радио/GPRS каналам связи.

2.3. Тепловая энергия

В сфере учета тепловой энергии в решениях ключевых российских производителей используются различные технологии проводной и беспроводной связи. Например, в информационно-измерительной системе (ИИС) "Теплоком" для сбора информации используются различные каналы связи: модемные, в том числе GSM и GPRS – модемы; RS232; RS485; Ethernet; комбинации этих сетей и линий.

2.4.  Вода

Решения компании "Тепловодомер"

ЗАО "Тепловодомер" предлагает реализацию системы диспетчеризации показаний водосчетчиков по радиоканалу с применением технологии Wireless M-Bus (WMBUS).

Радиосистема предоставляет возможность объединения групп приборов в единую беспроводную сеть, позволяющую считывать показания водосчетчиков на различных архитектурных объектах, включая многоквартирные дома, коттеджные поселки, дачные кооперативы.

 Разработано несколько способов считывания показаний приборов.

  • Инкассаторский способ (обходной). Заключается в том, что инкассатор, оснащенный КПК (PDA) с конвертором, перемещается от объекта к объекту, оснащенных счетчиками воды с радиомодулями. При считывании показаний, присутствие владельцев жилья не обязательно, так как процесс проходит вне жилых помещений. Данный процесс длиться несколько секунд и проходит без непосредственного контакта с считывающими устройствами. Этот способ считывания данных применяется, например, в многоэтажных домах, где счетчики воды расположены в труднодоступных местах. Либо существует проблема с балансированием потребления воды. Данную систему, можно в дальнейшим переоснастить в полную или частично стационарную.
  • Стационарный способ. Сбор данных заключается в том, что радиосигналы с радиомодулей счетчиков воды перехватываются специально размещенными ретрансмиттерами, откуда они потом пересылаются к концентраторам. Koнцентраторы, в свою очередь, оборудованы коммуникационными модемами: GSM/GPRS, Ethernet, с помощью которых данные пересылаются непосредственно на сервер.

Система служит для беспроводной передачи данных считываемых c интеллектуальных водосчетчиков нa расстоянии до 300 м в открытой местности. Система работает на радиочастоте 868 МГц, встроенная батарея обеспечивает непрерывную работу модуля до 12 лет.

В устройство встроен протокол коммуникации WMBUS согласно норме PN-EN 13757, регулирующей сферу беспроводного считывания показаний водосчетчиков (опционно - тепло-, газо- и энергосчетчиков), благодаря которому существует возможность двусторонней передачи данных. Примененный коммуникационный протокол, действующий в соответствии со стандартом PN-EN 13757-4 WirelessM-Bus (WMBUS), является открытым протоколом, благодаря чему возможно взаимодействие с устройствами других производителей.

Автоматизированная система комплексного учета "Водоприбор учет" ОАО "Завод Водоприбор"

Первичное передающее устройство (ППУ РМ) предназначено для передачи по радио (GPRS/GSM 900/1800 МГц) показаний счетчиков воды, тепла и электроэнергии различных производителей, оборудованных импульсными выходами для снятия показаний. ППУ РМ представляет собой электронный блок со встроенным радио приемопередатчиком.

Вторичное приемно-передающее устройство ВППУ РМ предназначено для сбора показаний по радиоканалу 868 МГц с радиоинтерфейсных устройств системы "Водоприбор Учет" таких как: первичные передающие устройства сбора информации с квартирных счетчиков воды, газа (ППУ РК), датчиков температуры и влажности, распределителей  тепла. ВППУ РМ имеет возможность передачи собранной информации на сервер по интерфейсу GPRS/GSM 900/1800 МГц с привязкой к реальному времени.  ВППУ РМ имеет 32 радиоканальных входа  с возможностью расширения, периодичность передачи данных на сервер – один раз в сутки, при отсутствии подтверждения приема производится повтор передачи.

Мобильная система съема показаний с приборов учета энергоресурсов "Водоприбор-учет Мобиль", предназначена для дистанционного съема текущих показаний с приборов учета энергоресурсов имеющих импульсный выход, подключенных к приборам ППУ-РК-02, в зоне прямого радиодоступа устройств ВППУ-РК-01 и ППУ-РК-02. Система является мобильной и работает в режиме "Обходчик".

Вторичное приемо-передающее устройство ВППУ-РК-01 предназначено для сбора по радиоканалу измерительной информации от средств измерений (СИ) посредством приема радиотелеметрической информации от устройств ППУ-РК, подключенных к СИ, и передачи ее во внешние информационные системы с использованием USB-интерфейса и (или) GPRS-модема.

Таким образом, для подключения интеллектуальных счетчиков учета ресурсов (электричество, тепловая энергия, вода и газ) используются различные технологии и стандарты проводной (RS232; RS485; Ethernet, PLC …) и беспроводной связи (GPRS/GSM, WMBUS, ZigBee, LPWAN …). Отсутствие единой технической политики в сфере стандартизации и планирования развития интеллектуального учета являетсясущественным сдерживающим фактом в России и в мире.

За рубежом для подключения водосчетчиков также используются технологии LPWAN, в частности Sigfox. Одним из примеров является установка «умных» водосчетчиков в Антверпене, Бельгия (Рис. 5). На этапе тестирования, в течение первого года, планировалось установить 1000 счетчиков. В случае положительного результата в течение четырех лет (до 2020 г.) – 205 тыс. счетчиков по всей территории страны.

В России системы телеметрии для ЖКХ разрабатывает компания «СТРИЖ Телематика» на базе беспроводных решений и устройств класса LPWAN (Low-Power Wide-Area Network).

3. Основные технологии и стандарты на транспорте

3.1. Интеллектуальные транспортные сети (ИТС)

Для подключения объектов ИТС – т.н. периферийного оборудования (детекторы транспорта, светофоры, видеокамеры, оборудование пунктов взымания платы и пр.) используются различные технологии проводной и беспроводной связи. Наиболее распространенными технологиями для подключения устройств являются технологии сотовой связи (GSM/GPRS).

Например, в Санкт-Петербурге 285 светофорных объектов (37%) подключено по проводным линиям связи, 486 светофорных объектов (63%) - по каналам сотовой связи (GSM/GPRS). В Екатерингбурге все 583 светофорных объектов подключены к диспетчерскому центру по каналам GPRS.

Решения производителей автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУДД) позволяют использовать различные протоколы и способы подключения. Например, АСУДД «Автоматика» для обмена данными с периферийным оборудованием используются:

  • выделенные линии связи (в протоколе АСС-УД) - 48 линий или 96 дорожных контроллеров на каждый КРЦ;
  • по радиоканалу (скорость передачи 4800 бит/с);
  • по модемному каналу (скорость передачи 1200 бит/с);
  • по оптоволоконному каналу (скорость передачи 100 Мбит/с);
  • по интернет-каналу (скорость передачи 100 Мбит/с);

Существенным сдерживающим фактором является фактическое отсутствие национальных стандартов в области ИТС. Тем не менее, работа по стандартизации уже началась. Так, в конце 2015 г. экспертный совет по ИТС при Министерстве Транспорта РФ анонсировал планы по подготовке проекта перечня национальных стандартов в области ИТС.

Подготовкой стандартов занимается технический комитет. По данным ИТС-Россия, в 2015 г. введено в действие более 14 ГОСТов в области ИТС. Еще ряд ГОСТов находятся в разработке.

3.2. «Подключенный» автомобиль

3.2.1. Технология Dedicated Short-Range communications (DSRC)

Серьезно повлиять на рынок мобильных сервисов на базе V2V и V2I может технология Dedicated Short-Range communications (DSRC) — вид связи стандарта 802.11p, его иногда называют «автомобильный Wi-Fi». Стандарт был принят в 2010 г. В отличие от сетей сотовой связи он позволяет стабильно передавать данные при движении транспортного средства со скоростью до 250 км/ч. Предполагается, что благодаря «автомобильному Wi-Fi» будет возможно если не полностью предотвратить столкновения автомобилей, то значительно снизить их вероятность. Кроме того, технологии на базе DSRC позволят недорого и быстро строить одноранговые сети и, таким образом, снизить нагрузку на сети сотовой связи.

Настоящий бум в использовании технологий V2Х, которые предполагают установку прямой связи между машинами и объектами на дороге, минуя спутники, сотовые вышки и другое «промежуточное» оборудование, ожидается, когда регулирующие органы в различных странах всерьез озаботятся предотвращением столкновений и использованием «активной» дорожной инфраструктуры для регулирования транспортных потоков. В течение ближайших 20 лет DSRC-связь появится в каждом транспортном средстве, включая легковые автомобили. Она будет дополнять технологии, обеспечивающие позиционирование в пространстве и передачу данных по сетям сотовой связи.

Фактически большинство задач, характерных для транспортных систем управления и связи, технология DSRS позволяет решить с учетом совместного применения технологии динамической маршрутизации для построения одноранговых сетей (Delay & Disruption-Tolerant Networking, DTM) и систем глобального геопозиционирования GPS/ГЛОНАСС. Фактически осуществляется кооперация с мобильной и наземной связью, когда скорости, надежности и гибкости других систем связи оказывается недостаточно, — получаются совершенно новые решения.

В Америке данная технология строится на архитектуре, получившей название Wireless Access for the Vehicular Environment (WAVE), которая позволяет обеспечить стандартизацию беспроводного доступа в транспортных системах, регламентирует взаимодействие всех участников процесса, включая производителей транспортных средств и компонентов, организации, обеспечивающие общественную безопасность, и транспортные компании. Технология используется как основа для DSRC-проектов в США. В 1991 г. была создана комиссия по «интеллектуализации» дорожного движения (Intelligent Transportation Society, ITS America). В США в 1999 г. Федеральная комиссия по связи (FCC) выделила 75 МГц в диапазоне 5,9 ГГц (5,875–5,925) для беспроводных сетей малого радиуса действия (DSRC) исключительно в целях безопасности дорожного движения — технологии коммуникаций транспортных средств на ближних расстояниях.

Коммуникационные протоколы для V2X стандартизированы IEEE. Физический и MAC- уровни определены в спецификации IEEE P802.11p. Верхние уровни описываются группой протоколов IEEE 1609x, и вместе они образуют технологию под названием «беспроводной доступ для транспортной среды» (WAVE). В следующей таблице сравниваются DSRC/WAVE c возможностями других беспроводных технологий. Иногда технологию WAVE называются CALM M5. Стандарт IEEE 802.11p определяет физический и канальный уровень и принят в июне 2011 г. как дополнение к основному стандарту IEEE 802.11.

В Табл. 3 сделано сравнение DSRC/WAVE и других беспроводных технологий.

 

В 2015 г. представитель исследовательской группы, проводившей двухгодичное тестирование DSRC в США, а также представитель национального управления безопасностью движения на трассах США сообщили, что для спектра DSRC должна быть гарантирована доступность и надежность, не должно возникать интерференции с нелицензируемым Wi-Fi. В исследовании участвовали 47 компаний и 2843 транспортных средства, собраны 115 млрд сообщений.

Европейская стандартизация получила название ETSI ITS-G5 и отличается от WAVE в основном в верхних слоях архитектуры, есть отличия и в терминологии. Тем не менее, она также основана на стандарте IEEE 802р. Важными являются различия в структуре приема-передачи станции ITS-G5 и WAVE. В ЕС выделена полоса шириной 30 МГц в диапазоне 5,9 ГГц (5,875– 5,905). Возможно также использование 20 МГц в промышленной, научной и медицинской полосах частот ниже 5,875 ГГц.

Японский стандарт 5,8 ГГц DSRC значительно отличается от американской технологии WAVE 5,9 ГГц, так как он используется только для взаимодействия автомобилей с придорожным оборудованием. Для V2V-коммуникаций выделено 10 МГц в диапазоне 700 МГц (так, например, все оборудование, разработанное по заказу Toyota, также работает на данной частоте).

Современные устройства DSRC, работающие на частоте 5,9 ГГц, стараются выпускать с комплексной поддержкой нового европейского стандарта ETSI ITS-G5 и американского WAVE, классических стандартов IEEE 802.11p, IEEE 1609 (IEEE 1609.2, IEEE 1609.3, IEEE 1609.4, IEEE 1609.11). Сообщения, как правило, идут в соответствии с набором, определенным в стандарте SAE J2735. Интерфейсы бортового устройства — Bluetooth, GPS, LED, звуковое оповещение и шифрование.

В России в 2011 г. вышло постановление ГКРЧ, согласно которому решено:

Выделить полосу радиочастот 5855–5925 МГц для разработки, производства и модернизации юридическими и физическими лицами РЭС интеллектуальных систем на транспорте (ITS) без оформления отдельных решений ГКРЧ для каждого конкретного типа РЭС при условии, что основные технические характеристики разрабатываемых, производимых и модернизируемых РЭС соответствуют основным техническим характеристикам, указанным в приложении к настоящему решению ГКРЧ (не приводится)производимых и модернизируемых РЭС соответствуют основным техническим характеристикам, указанным в приложении к настоящему решению ГКРЧ (не приводится). 

  • Выделить полосу радиочастот 5855–5925 МГц для применения юридическими и физическими лицами придорожных и автомобильных РЭС интеллектуальных систем на транспорте (ITS) без оформления отдельных решений ГКРЧ.
  • Применение РЭС интеллектуальных систем на транспорте (ITS) в выделенной в п. 3 настоящего решения ГКРЧ полосе радиочастот должно осуществляться при выполнении следующих условий:

o   соответствия технических характеристик, применяемых РЭС интеллектуальных систем на транспорте (ITS), основным техническим характеристикам, указанным в приложении к настоящему решению;

o   получения для придорожных РЭС интеллектуальных систем на транспорте (ITS) в установленном порядке разрешения на использование радиочастот на основании заключения экспертизы радиочастотной службы о возможности использования заявляемых РЭС и об их электромагнитной совместимости с действующими и планируемыми для использования РЭС

Кроме того, на пунктах взимания платы также применяется DCRS, однако на других частотах (обычно, 5,7975 ГГц, 5,8025 ГГц, 5,8075 ГГц и 5,8125 ГГц).

В мире ведутся работы по интеграции (стандартизации) DSRC различных стран – изначально этим занималась рабочая группа США и Европы SWG, затем к ней присоединилась Япония, также планировали присоединиться Австралия и Южная Корея

 3.2.2. Используемые технологии в сегменте IoT на транспорте

В России основными технологиями в сегменте IoT на транспорте являются технологии сотовой связи и ГЛОНАСС/GPS:

  • В сегменте fleetmanagement (управление автопарком) на транспортное средство клиента устанавливается абонентский терминал GPS или ГЛОНАСС/GPS, который позволяет отслеживать маршрут движения ТС, его скорость, направление движения и другие параметры, которые важны для понимания рентабельности бизнес-процессов. Кроме того, к абонентскому терминалу можно подключить дополнительные устройства и датчики, которые отслеживают объём топлива в баке, безопасность вождения, температуру в рефрижераторе, а также позволяют водителю отправлять сообщения. Данные от терминала по GSM-каналу поступают на сервер оператора.
  • В сегменте взимания платы с большегрузных автомобилей (проект «Платон») предусмотрены поставка и установка около 2 млн SIM-карт в бортовые устройства грузовых автомобилей, имеющих разрешенную максимальную массу свыше 12 тонн.
  • Технологии сотовой связи и ГЛОНАСС/GPS используются в проекте «ЭРА-ГЛОНАСС» (автоматический вызов и прибытие экстренных служб в случае ДТП).

3.2.3. Перспективные технологии 5G для использования в сегменте Connected Cars

В феврале 2016 г. на MWC-2016 Qualcomm представлял прототипы использования 5G. В частности отмечалось, что развитие 5G станет основой для резкого скачка в развитии «Интернета вещей» и подключенных автомобилей.

В мае 2016 г. Qualcomm и Daimler AG объявили о стратегическом сотрудничестве в области разработки технологий «подключенного автомобиля». На первом этапе будут использоваться, в частности, технологии 3G/4G.

В августе 2016 г. Qualcomm представил платформу для подключенного автомобиля ConnectedCarReferencePlatform. Решение поддерживает ключевые беспроводные технологии (LTE, GNSS, WiFi, DSRC/V2X, Bluetooth). Qualcomm намерена продвигать собственные LTE-модемы SnapdragonX12 и SnapdragonX5, а в будущем - внедрять поддержку сетей пятого поколения. Референсная платформа использует следующие технологии Qualcomm:

  • Модемы Qualcomm Snapdragon X12 и X5
  • GNSS-навигацию и систему счисления местоположения (DR)
  • Технологию Wi-Fi Qualcomm VIVE
  • DSRC-связьдля V2X6 Bluetooth, Bluetooth низкогоэнергопотребления
  • Чип Qualcomm tuneX - поддержка аналогового и цифрового тюнера
  • Гигабитная Ethernet-связь в автомобиле Gigabit (OABR) с интерфейсами A2B и CAN

Платформа ConnectedCarReferencePlatform, в частности, должна удовлетворять следующим требованиям:

  • Готовность к обновлениям аппаратного и программного обеспечения на протяжении жизненного цикла автомобиля, обеспечение простой миграции c DSRC на гибридную/сотовую связь V2Х и или с 4G/LTE на 5G.
  • Совместное использование нескольких беспроводных протоколов. Одновременная работа нескольких беспроводных технологий, использующих один и тот же частотных спектр (например, Wi-Fi, Bluetooth и Bluetooth низкого энергопотребления).

Существующие и перспективные технологии, решения и сервисы на базе чипсета Snapdragon от Qualcomm включают (Рис. 6):

  • Определение местоположения и навигация
  • Телематика на базе сетей 4G LTE / 3G
  • Системы помощи водителю
  • Потоковый мультимедиа-контент
  • Интеграция и обмен мультимедиа-контентом между абонентскими устройствами и информационно-развлекательными системами в автомобиле
  • CarPlay
  • Android Auto
  • Тюнер AM/FM/DAB/HD
  • Хопспот Wi-Fi
  • Технологии V2X—DSRC
  • Bluetooth

 

4. Основные технологии и стандарты в промышленности

Ключевой особенностью обеспечения связи, в том числе для подключения устройств IoT, на производственных объектах (нефтегазовый комплекс, в электроэнергетика, предприятия черной и цветной металлургии, рудники и шахты, и т.п.) являются повышенные требования к надежности в условиях сложной среды - опасный характер значительного числа технологических процессов, сложная электромагнитная обстановка, экстремальные температурные условия и химически агрессивная среда.

Основой архитектуры и «скелетом» систем связи на современных предприятиях является промышленный Ethernet – Industrial Ethernet.

Учитывая сложность прокладки кабелей на многих производственных площадках, особенно на предприятиях в нефтегазовой, энергетической и горнодобывающей отраслях, значительную роль в построении сетей играет оборудование беспроводного Ethernet (Wi-Fi).

Кроме оборудования для построения беспроводных сетей Wi-Fi, продуктовые линейки вендоров содержат сотовые GSM/GPRS/3G-модемы, которые обеспечивают передачу данных RS-232/422/485 по сетям сотовой связи. При этом в линейке вендоров присутствуют как классические GSM-модемы, так и сотовые IP-модемы GPRS/EDGE/3G с интерфейсом RS-232/422/485 и Ethernet. IP-модемы обладают возможностью автоматической установки GPRS/3G-соединения, и эти устройства могут передавать данные как с последовательного порта, так и с Ethernet-порта по сетям сотовой связи. При необходимости «раздать» сигнал управления или мониторинга на несколько рядом расположенных производственных устройств, можно использовать промышленные GPRS/3G-маршрутизаторы, которые способны использовать сотовую сеть либо как основной канал связи, либо как резервный канал в случае недоступности кабельного подключения к сети Интернет на производственных площадках.

Обеспечить сопряжение технологического оборудования, исполнительных систем и устройств с сетями в стандарте промышленного Ethernet можно с помощью интеллектуальных систем аналогового и дискретного ввода/вывода. Эти модули удаленного сбора данных и управления конвертируют сигнал с разнообразных датчиков, электрических, электронных и электромеханических устройств для передачи по сетям Ethernet, RS-232, RS-485, GPRS в составе комплексов мониторинга и управления АСУТП.

Основой архитектуры систем связи для IIoT на современных предприятиях является Industrial Ethernet, включая беспроводной Ethernet (Wi-Fi). Также используются технологии сотовой связи GSM/GPRS/3G/4GLTE, в том числе для резервирования основного (проводного) канала связи.

5.Выводы

  1. Существует большое разнообразие технологий, протоколов и стандартов для связи устройств IoT даже в пределах одной отрасли (ЖКХ/умные счетчики, транспорт, промышленность и т.д.).
  2. В каждой отрасли сущестуют специфические требования, соответствующие решаемым задачам и потребностям. В этой связи разработка единых «универсальных» технологических стандартов связи для рынка Интернета Вещей в целом вряд ли целесообразна и возможна. С другой стороны, требуется определить набор ключевых технологий, протоколов и стандартов для каждого вертикального рынка и, возможно, его отдельных подсегментов.  
  3. Необходимо уходить от закрытых протоколов и интерфейсов к решениям на основе стандартов.

 

 

Более подробная информация доступна в платных версиях исследований:

1. «Состояние и перспективы радиотехнологий для глобальных сетей с низким энергопотреблением (LPWAN) для рынка Интернета вещей (IoT

Словарь терминов

Резюме

ВВЕДЕНИЕ

 

1. Классификация и основные характеристики технологий LPWAN

     1.1. LoRaWAN

          1.1.1. Краткая история появления технологии LoRa

          1.1.2. Области использования

          1.1.3. Архитектура сетей LoRaWAN

          1.1.4. Обеспечение безопасности и конфиденциальности данных

          1.1.5. Основные классы устройств в сетях LoRaWAN

          1.1.6. Частотные диапазоны

          1.1.7. Вопросы регулирования

     1.2. Sigfox

     1.3. Технологии 3GPP Release 13

          1.3.1. EC-GSM

          1.3.2. eMTC

          1.3.3. NB IoT

     1.4. Другие технологии

          1.4.1. Wi-SUN

          1.4.2. СТРИЖ

          1.4.3. Wheitghless

          1.4.4. Nuel

          1.4.5. Nwave

          1.4.6. Dash7

 

2. Преимущества и недостатки основных технологий LPWAN

     2.1. LoRaWAN vs NB-IoT

     2.2. LoRaWAN vs Sigfox

          2.2.1. Технологические различия

          2.2.2. Бизнес-модель

          2.2.3. Сценарии использования

     2.3. «Стриж» vs другие технологии

 

3. Анализ проектов по внедрению технологий LPWAN

     3.1. LoRaWAN

     3.2. Sigfox

     3.3. Другие технологии

          3.3.1. LTE-M

          3.3.2. NB-IoT

4. Драйверы и сдерживающие факторы развития LPWAN

 

5. Перспективы различных технологий LPWAN

     5.1. Прогнозы в мире

     5.2. Перспективы в России

 

6. Приложения

     6.1. Основные проекты Sigfox в мире

     6.2. Коммерческие проекты LoRaWAN в мире

     6.3. Проекты в России

 

2. Сети 4G/LTE и перспективы появления и развития сетей мобильной связи пятого поколения (5G)

Резюме

 

1. Развитие сетей LTE в России и в мире

     1.1. В мире

     1.2. В России

          1.2.1. Частоты LTE

          1.2.2. Абонентская база LTE в России

          1.2.3. Действующие сети

          1.2.4. Инвестиции в инфраструктуру LTE

     1.3. Абонентские устройства

          1.3.1. На крупнейших рынках LTE в мире

          1.3.2. В России

               1.3.2.1. Смартфоны

               1.3.2.2. USB-модемы и Wi-Fi роутеры

               1.3.2.3. Планшетные ПК

          1.3.3. Достижения и планы производителей чипсетов

     1.4. Влияние LTE на динамику трафика передачи данных и доходы

 

2. Прогнозы и перспективы

     2.1. LTE Advanced

          2.1.1. О технологии

          2.1.2. Действующие сети

          2.1.3. Планируемые сети

     2.2. Пятое поколение мобильной связи

          2.2.1. Основные предпосылки появления сетей 5G

          2.2.2. Определение и область применения сетей 5G

          2.2.3. История появления 5G и дорожная карта

          2.2.4. Финансирование исследований по 5G

          2.2.5. Частотный спектр для сетей 5G

          2.2.6. Перспективы 5G в отдельных регионах

               2.2.6.1. Япония

               2.2.6.2. Южная Корея и Китай

               2.2.6.3. Великобритания

2.2.6.4. Россия

          2.2.7. Планы и видение вендоров

               2.2.7.1. Huawei

               2.2.7.2. Ericsson

               2.2.7.3. Nokia

               2.2.7.4. Samsung

               2.2.7.5. Другие производители

 

3. ВЫВОДЫ

 

 

 

Авторское право © 2016, J’son & Partners Consulting. СМИ могут использовать текст, графики и данные, содержащиеся в данном обзоре рынка, только с использованием ссылки на источник информации – J’son & Partners Consulting или с активной ссылкой на портал JSON.TV

™ J’son & Partners [зарегистрированная торговая марка]                           

 

Информационный бюллетень подготовлен компанией J'son & Partners Consulting. Мы прилагаем все усилия, чтобы предоставлять фактические и прогнозные данные, полностью отражающие ситуацию и имеющиеся в распоряжении на момент выхода материала. J'son & Partners Consulting оставляет за собой право пересматривать данные после публикации отдельными игроками новой официальной информации.