ГОСТ Р 70036-2022 Информационные технологии (ИТ). Интернет вещей. Протокол беспроводной передачи данных на основе узкополосной модуляции радиосигнала (NB-Fi)

Введение

Настоящий стандарт предназначен для построения беспроводных сетей обмена данными между множеством оконечных устройств (модемов) с одной стороны и единым вычислительным программно-аппаратным комплексом (сервером) с другой стороны, посредством использования множества базовых станций. Объединение всех оконечных устройств (модемов) в единую аппаратно-программную платформу позволяет создать как глобальные (общедоступные), так и закрытые (корпоративные) системы двухсторонней передачи данных и организовать обмен и обработку данных с применением различных сервисов уровня приложения.

Беспроводные сети, построенные с применением стандарта NB-Fi, являются сетями класса LPWAN (Low-power Wide-area Network - энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия), которые характеризуются высокой энергоэффективностью передачи данных и высокой емкостью сети, что позволяет использовать стандарт NB-Fi для построения телеметрических систем с большим количеством абонентов. Высокая энергоэффективность дает возможность применять в работе нелицензируемые диапазоны частот, в которых установлены ограничения на излучаемую передатчиками мощность. В основе стандарта лежит использование узкополосных фазоманипулированных сигналов, которые в сочетании с помехоустойчивым кодированием позволяют достигать очень высоких значений чувствительности приема, при этом суммарная полоса частот для одновременной передачи большого количества каналов является сравнительно узкой.

Сеть NB-Fi, по аналогии с мобильными сетями, использует топологию "звезда". В подобной архитектуре узловые элементы (базовые станции) должны осуществлять прием и передачу многих сигналов одновременно.

Для приема восходящих пакетов (UPLINK-пакетов) данных со стороны базовой станции применяется принцип SDR-систем (Software-Defined Radio - программно-определяемая радиосистема), где входной радиосигнал оцифровывается во всей полосе приема и в дальнейшем подвергается программной обработке. Это позволяет выполнять демодуляцию и декодирование входных пакетов данных одновременно по всем каналам во всей полосе частот. В данной системе не существует сетки каналов, пакет данных принимается базовой станцией вне зависимости от частоты, на которой выполнена отправка. Это является ключевым свойством стандарта, позволяющим использовать недорогие генераторы частоты для формирования радиосигнала. Ввиду применения простых видов модуляции UPLINK-пакеты могут быть сформированы при помощи практически любого серийного интегрального радиотрансивера. Прием UPLINK-пакетов возможен только базовой станцией. В связи с этим для реализации передачи пакетов данных в обратном, нисходящем (DOWNLINK), направлении, применяются виды модуляции и скорости передачи, поддерживаемые используемым радиотрансивером.

Настоящий стандарт применим для телеметрических систем, в которых преобладает передача данных в восходящем направлении (от устройств к серверу). Обратный канал предназначен для передачи служебной информации сети (подтверждение доставки пакетов, регулирование скорости связи) и для отправки данных для конфигурирования и смены режимов работы устройств.