Узкополосный доступ в интернет что это такое

Что значит широкополосный доступ в интернет. Виды широкополосного подключения к интернету

Каждый пятый гражданин Чешской Республики никогда не присоединялся к Интернету

Из истории развития технологии ШПД

При активном использовании социальных сетей чешские предприятия отстают от большинства стран-членов Европейского союза. Только Румыния, Польша и Латвия заняли первое место в европейском рейтинге. Менее одной трети предприятий позволяют сотрудникам работать дома. Тем не менее, работники, которые используют этот вариант, по крайней мере, на половину недели, даже не десять процентов.

На глобальном рынке труда спрос на статистику и аналитику должен увеличиться в последующие годы. Их работа способствует улучшению результатов промышленных и строительных предприятий, торговли, здравоохранения, образования, охраны окружающей среды и других областях.

Широкополосный доступ сегодня

На четвёртом месте с долей рынка ШПД 7,7 % находится оператор « », предоставляющий услуги доступа в Интернет под брендом «Дом.ru» по технологии FTTB. Замыкает пятёрку лидеров российского рынка ШПД компания «Акадо» с долей 3,8 %. Доступ в Интернет оператор предоставляет с использованием технологий DOCSIS и Fast Ethernet.

Рисунок ниже лучше иллюстрируется. Название предполагает, что этот вариант обеспечивает разные скорости передачи битов в направлении и от пользователя. Основным преимуществом этой технологии является ее низкая стоимость, вызванная, среди прочего, тем, что сертифицированные устройства доступны в больших сериях.

Проникновение услуг ШПД

Не могли бы вы вкратце описать, что покрывается широкополосным, широкополосным псевдонимом? Уфф, это сложный вопрос и простой. Он относится к диапазону частот, которые путь передачи способен передавать. Итак, какова скорость передачи данных для вас и какая скорость вам. Эта скорость передачи будет в битах в секунду, соответственно. в кратных.

Поэтому термин «широкополосная связь» относится к некоторым потенциальным способностям используемого способа передачи. Он не объясняет, насколько и насколько мало эти возможности передачи действительно используются для передачи данных. Это, с другой стороны, учитывает скорость передачи, определяемую как количество бит, которое может быть передано за единицу времени. Поэтому термин «широкополосная связь» следует использовать термически «высокоскоростной». Его обычно называют «широкополосным», но это означает «высокоскоростной».

Конечно, существует определенная связь между скоростью передачи и полосой пропускания, но есть две разные вещи. Как правило, чем выше пропускная способность, тем выше скорость передачи данных, но она также сильно зависит от совершенства способа передачи данных. Однако интересно отметить, что скорость передачи, постоянное совершенствование технологии, не может постоянно увеличиваться по фиксированной линии передачи. Здесь существует определенный предел принципа, к которому пришел основатель современной теории информации, г-н Клод Шеннон.

Ну, если приз «широкополосный», соответственно. «широкополосная связь» относится к скорости передачи, насколько велика эта скорость? Понимаете, это еще одна неприятная проблема. Нет единого мнения относительно того, где находится соответствующая граница, для которой «высокоскоростной» псевдоним «широкополосных» передач, и в соответствии с которым происходит передача так называемых «платных покупок». Кто-то может подумать о «высокоскоростном» чем-то быстрее обычного аналогового телефонного модема.

Такие сервисы как www, ftp, электронная почта и пр. реализуются как пересылка отдельных файлов и не предъявляют высоких требований к качеству связи, т.е. они удовлетворительно работают даже на асинхронных каналах при наличии небольшого (до 3-4) процента потерь. Тем не менее, даже визуально задержка загрузки WWW страниц становится заметна при снижении пропускной способности канала ниже 100 кбит/сек., а для комфортной работы с этим сервисом рекомендуется иметь канал не ниже 128 (лучше 256) кбит/сек.

Итак, какие «широкополосные передачи» используются на практике? Это еще одно проблемное место. Если смотреть на всех с точки зрения конечных пользователей, то для них все еще остается только несколько приложений, которые действительно будут использовать широкополосные передачи. Если мы забудем некоторые из «видео по требованию», которые все еще существуют только в подгузниках, то по существу единственным «приложением», которое остается, является Интернет. Однако так называемый «широкополосный» псевдоним «широкополосный доступ» часто недопонимается широкополосным доступом к Интернету.

Загрузка каналов также зависит от характера передаваемых данных. Так если телефонный разговор занимает полосу 8 кбит/сек., то канал шириной 256 кбит/сек. может «вместить» 32 одновременных разговора без потери качества передачи данных, т.е. в этом случае наблюдается равномерная загрузка канала.

Здесь можно будет перечислить, из чего идет технология. «Крупные клиенты», особенно крупные компании или крупные государственные учреждения и т.д. Могут позволить себе такие решения, которые будут адаптированы к их потребностям, включая требования к скорости. Но самое главное, это решение может быть построено «как новое», таким образом, которое является наиболее подходящим в этом случае. Это может быть, например, установка нового оптического пути, развязка арендованной схемы передачи, развязка радиорелейной линии и т.д. выбор правильной технологии может быть передан клиенту сервис-провайдером.

Для того, чтобы каналы могли одновременно обслуживать потоки данных различной природы в SUPN применяются производительные каналы и ряд специальных мер, позволяющих получить оптимальное качество связи.

Источник

Широкополосное подключение к интернету: описание технологии

ШПД означает новый способ, посредством которого обеспечивается стабильное подключение к инету. К примеру, через телефонные линии (ADSL) или кабельное телевидение (DOCSIS). Также существует технология Fast Ethernet, обеспечивающая передачу информации на скорости до 100 Мбит/сек. Под узкополосным доступом принято понимать канал, которого достаточно для передачи голоса. С помощью данной технологии данные могут передаваться на скорости до 64 Кбит/сек. Высокоскоростной интернет — это современная технология передачи информации на высоких скоростях. Благодаря широкополосному доступу люди получили возможность одновременно пользоваться и телефонной связью, и интернетом.

Особенности широкополосного доступа в интернет

Если раньше доступ к интернету предоставлялся только через телефонные линии, то теперь ситуация кардинально изменилась. Широкополосный интернет дает возможность обмениваться информацией без участия телефонных линий. Широкополосный интернет – значит высокоскоростной. Преимущество заключено в способности передавать данные на высоких скоростях. Благодаря ШПД люди могут комфортно пользоваться цифровым телевидением и IP телефонией. Сигнал может передаваться на огромные расстояния за минимальное количество времени. Также предусматривается возможность хранения информации удаленно. Узнать, как подключить высокоскоростной internet, можно на сайтах провайдеров.

Широкополосное подключение к интернету:развитие

Коммуникации еще никогда не были настолько комфортными. Изобретение сети internet и внедрение технологии ШПД привели к развитию процесса. Впервые ШПД был применен в начале двухтысячных. В те времена люди могли пользоваться интернетом, который подключался только через телефонную линию. Когда человек «сидел» в интернете, телефонная связь была недоступна, что доставляло дискомфорт пользователям. Технологии нового доступа дали возможность людям работать в инете во время телефонных разговоров. Такое достижение объясняется тем, что передача сигнала была разделена на internet данные и телефонные данные. Такая модернизация сразу же получила популярность. На сегодняшний день широкополосная связь подразумевает использование нескольких компьютерных и других устройств. Скачивать файлы, смотреть фильмы в режиме онлайн и слушать музыку стало гораздо проще.

ШПД интернет в мире

Согласно исследованиям, которые были проведены сразу после внедрения технологии ШПД, широкополосные сети способствовали развитию экономики, образования и даже медицины. Так, к примеру, на 2003 год в Америке ВВП был увеличен на пятьсот миллиардов долларов. В Европе – на четыреста миллиардов. Широкополосный доступ способствует развитию организаций и коммерческих компаний, оказывая благотворное воздействие в виде увеличения продуктивности работы и создания новых рабочих мест. Исследования продемонстрировали, что при увеличении количества пользователей ШПД сетей даже на один процент, количество рабочих мест будет возрастать на две-три десятых процента в год. По статистике, в штатах на 2003-2004 гг. было зафиксировано появление огромного числа вакансий в сфере ІТ. Благодаря тому, что начали широко внедряться продуктивные идеи для бизнеса на основе технологий широкополосного доступа в internet, европейские предприниматели увеличили прибыль на 80 миллиардов долларов.

ШПД сегодня

Предоставление широкополосного доступа в интернет осуществляется по разным технологиям. Используются как проводные, так и беспроводные каналы связи. К первой категории относятся:

Также развиваются и беспроводные сети. Популярностью пользуется мобильный интернет. Среди других разновидностей беспроводного широкополосного доступа:

Провайдеры, предлагающие абонентам мобильный internet, конкурируют с операторами сетей WiMAX.

Разновидности широкополосного доступа в интернет

Что это — широкополосное подключение к интернету, мы рассмотрели. Теперь стоить детально изучить, какие разновидности его существуют:

Провайдеры ШПД

Крупнейшим провайдером в России является Ростелеком. Компания устанавливает демократичную стоимость на тарифы и делает абонентам выгодные предложения. Услуги ШПД предоставляются по разным технологиям. Зона покрытия Ростелеком охватывает всю территорию России. Лидерами в этой сфере также являются операторы МТС и Билайн, которые предоставляют доступ к сети при помощи проводных и беспроводных технологий. МТС использует для подключения internet ADSL и ADSL2+, подключает цифровое и кабельное телевидение. Следующую позицию занимает компания ЭР Телеком, предоставляющая услуги подключения инета через FTTB. Технологии DOCSIS и Fast Ethernet широко использует не менее популярный провайдер в России Акадо. Технологии стремительно развиваются, и каждый провайдер стремится предложить абонентам как можно больше выгодных и полезных услуг.

Преимущества ШПД

Благодаря широкополосному интернету стало доступным одновременное осуществление передачи и приема информации в высокоскоростном режиме. Подключив высокоскоростной internet, каждый пользователь получит следующие преимущества:

Технологии широкополосного интернета будут развиваться и в дальнейшем, принося пользователям больше выгоды, удобства и преимуществ.

Источник

Широкополосный доступ: что это такое, для чего он нужен и как работает эта технология подключения к Интернету?

Сегодня мы все узнаем о пропускной способности и о том, как ее использовать. И чтобы не путать широкополосное соединение с узкополосным или оптоволоконным соединением, мы представили вам несколько разделов, в которых показаны различия.

Мы принимаем может также измерить скорость нашего соединения с помощью следуя шагам, которые мы оставим позже. Эти шаги довольно простые и короткие.

Мы должны понимать, что когда мы говорим о широкополосное подключение к Интернету, мы имеем в виду систему, которая использует несколько каналов данных, чья функция заключается в отправке информации в различные абонентские сети.

Когда мы реализуем этот тип подключения , в частности, это постоянное соединение, потому что технология, используемая для доступа в Интернет, остается постоянно подключенной, не прерывается и не блокирует телефонные линии.

Как пользователи высокоскоростного Интернета, мы можем быстро подключиться к Интернету, в отличие от других подключений, нам не нужно повторно подключаться к сети после отключения и поэтому мы избегаем задержек в передаче данных, информации или большого содержания.

С другой стороны, беспроводное соединение работает аналогичным образом, хотя и обеспечивает высокоскоростное соединение, для различных областей, покрывающих определенный диапазон.

Оптическое волокно известно как среда передачи, обычно используемая в сетях передачи данных, с помощью прозрачного стеклянного или пластикового провода, через который импульсы отправляются как импульсы света которые представляют данные. которые передаются.

Луч света остается ограниченным и распространяется через сердцевину волокна с углом отражения, превышающим предельный угол полного отражения.

«ОБНОВЛЕНИЕ ✅ Вы хотите знать определение широкополосного доступа и насколько быстро это может быть? ⭐ ВОЙДИТЕ ЗДЕСЬ ⭐ и узнайте все об этом ✅ ЛЕГКО и БЫСТРО ✅ »

Если маршрутизатор не включает в себя установленное соединение, потому что соединение другое, если оно прервано, другой может не распознать его таким же образом.

Для этого у них есть провели исследование более 160 миллионов тест скорости, который проводился в течение 12 месяцев в 200 странах, где было определено, что пропускная способность соединения постоянно увеличивается.

Исследование показало, что рост был очень заметным. Выше 2017 года, где он имел среднюю скорость 9,10 Мбит / с, этот показатель на 20% выше, чем в предыдущем исследовании (проведенном в 2017 году, когда было получено 7,40 Мбит / с)

Многие телекоммуникационные компании изучают эти исследования. чтобы попытаться увеличить скорость их подключения, где особенно в 2019 году многие страны качественно повысили позиции скорости интернета.

По следующей ссылке мы можем измерить скорость подключения к нашей сети. Но сначала мы должны знать, что мы должны быть подключены к сети, и мы хотим знать, какова ее скорость.

Для этого просто выполните следующие действия:

Мультиплексирование в телекоммуникациях известен как процедура, с помощью которой различная информация обменивается данными через тот же канал. Этот процесс включает извлечение определенного сигнала, который определяет местонахождение канала связи, который определяется как демультиплексирование.

Мультиплексирование принимает разные формы и типы, которые классифицируются следующим образом:

Если у вас есть какие-либо вопросы, оставляйте их в комментариях, мы свяжемся с вами как можно скорее, и это будет большим подспорьем для большего числа участников сообщества. Je Vous remercie!

Источник

Узкополосный доступ для широкого внедрения Интернета Вещей

«Все, что раздражает аппетит к частностям, становится не только злом, но отвлекает от вопросов, которые действительно следовало бы обсуждать».
Стаффорд Бир

Как свидетельствуют всемирные прогнозы развития так называемой Индустрии 4.0 и создаваемых в ее рамках цифровой экономики и цифровых предприятий, уже совсем скоро прогрессивному человечеству придется столкнуться как минимум с десятками миллиардов подключенных устройств из пула Интернета Вещей (IoT – Internet of Things) и информационным обменом с огромным количеством датчиков и внедренных в производственные процессы различных «киберфизических систем» (CPS — Cyber-Physical System), рассредоточенных по значительной площади. При этом сразу же следует заметить, что формирование IoT – это не самоцель, а лишь создание инструмента для работы инновационных бизнес-моделей, для эффективного функционирования цифровых предприятий и т.п.

У всех, кто спешит поделиться информацией о данном тренде уже нет никаких сомнений, каким именно образом будут обмениваться информацией все эти «вещи» — конечно, в основном по беспроводным сетям. Благо, их уже понастроено достаточно. Однако не факт, что существующие сети сотовой (мобильной) связи смогут обслужить такое большое количество неживых абонентов – одно дело, когда речь идет о десятках тысяч устройств М2М (Machine-to-Machine), но десятки миллиардов (как свидетельствуют многочисленные прогнозы) – это уже совсем другое дело.

Следует принять во внимание, что существующая инфраструктура мобильной связи имеет все же ограниченное покрытие, относительно высокую стоимость терминальных устройств, да и энергетика последних оставляет желать лучшего. Действительно, предназначены эти сети для передачи голоса, сообщений, высокоскоростных данных и даже видео. Но они, к примеру, никак не оптимизированы под эпизодическую передачу относительно небольших объемов данных от многих тысяч всевозможных устройств, расположенных в зоне обслуживания одной базовой станции. К тому же чем дальше от базовой станции, тем большую мощность должен излучать терминал. Если этот терминал установлен вообще где-то в лесу или под землей, то кто, к примеру, будет заряжать его аккумулятор многие и многие лета? Вот если бы эта батарейка работала годы напролет… Низкое энергопотребление вообще является наиважнейшим условием для 80% случаев использования IoT в «умных» счетчиках, носимой электронике, смарт-парковках и т.п. Причем простота установки и небольшой размер горя в случае кражи – тоже немаловажные факторы для массовой технологии. Ну а если обратиться к стоимости сотовой связи, то для хоть и надежной, но низкоскоростной передачи данных она также будет великовата. В общем, вот эту проблему поиска оптимальных решений для подключений в рамках IoT и стоит сегодня обсуждать, пока еще не появились обещанные миллиарды «подключенных вещей».

Многочисленные разработки технологий беспроводной передачи данных в лице Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee и пр. умеют решать задачи IoT-коммуникаций в пределах одной «вещи», одного (извините за сравнение) человеческого тела, одного помещения или ограниченной территории. Но этого мало. Поиск чего-нибудь экономичного для IoT привел сетевое телекоммуникационное сообщество к необходимости генерации какого-то нового решения, снимающего большинство из указанных выше рисков. Надо сказать, что подобная идея возникла не сегодня — она давно обсуждалась радиоинженерами, и в результате появилась несколько технологий, которые стали дальнейшим развитием т.н. энергоэффективной глобальной сети дальнего радиуса действия LPWAN (Low Power Wide Area Network), ориентированной на низкоскоростную передачу данных и даже стандартизованной организацией 3GPP. Однако проблемы IoT при этом не исчезли.

Дело в том, что требования IoT-приложений настолько разнообразны, что все случаи использования LPWA не могут быть охвачены единой технологией. В связи с этим появились стандарты для узкополосных IoT-устройств NB-IoT (Narrow Band IoT), для расширенного GPRS-покрытия (EС-GPRS или EC-GSM-IoT) и межмашинных LTE-соединений eMTC (встречаются также названия LTE-M, LTE-MТС, LTE Cat.M1). Все эти технологии предусматривают работу в лицензируемом диапазоне радиочастот (как и все системы сотовой связи), что означает необходимость получения соответствующих разрешений.

Для работы в нелицензируемых диапазонах радиочастот 868/915 МГц (Европа/США) разработаны соответствующие технологии, и наиболее часто встречающаяся среди них — LoRa (сокращение от Long Range — то есть это сеть масштаба района или города, а не квартиры или офиса). Это проприетарная технология, для реализации которой требуется аппаратный модем, присутствующий в чипах, выпускаемых, в частности, компанией Semtech.

Система LoRa — использует собственный метод модуляции, основанный на технике расширения спектра (Spread Spectrum Modulation) и вариацию линейной частотной модуляции (Chirp Spread Spectrum, CSS), при которой данные кодируются широкополосными импульсами. Такое решение, в отличие от используемой в сетях 3G технологии прямого расширения спектра (CDMA – Code Division Multiple Access), делает приемник устойчивым к отклонениям частоты от номинального значения и упрощает требования к тактовому генератору, что позволяет использовать относительно недорогие кварцевые резонаторы.

Своих «мозгов» эти чипы не имеют, они управляются по SPI (Serial Peripheral Interface) от внешнего контроллера. Топология сети — звезда, дальность — от нескольких километров в плотной городской застройке до 30–50 км прямой видимости. Скорость передачи данных — до 250 кбит/с (уменьшается с увеличением расстояния). Количество устройств — до 5 тыс. штук/км² (максимальный размер сети ограничен пропускной способностью канала центрального приёмника, который должен успевать проводить радиообмен со всеми подключёнными к нему устройствами).

Существует также отечественная проприетарная разработка «СТРИЖ» — это система связи для создания сети с топологией «звезда» с лучшими (чем у LoRa) характеристиками по дальности, помехойстойчивости и абонентской емкости. В системе используются два раздельных канала на приём и передачу: абонентские устройства передают данные на частоте 868 МГц, а центральная станция — мощным передатчиком на 446 МГц. Это позволяет увеличить ёмкость сети (определяемую, опять же возможностями центральной станции), а также обеспечить лучшее покрытие. Впрочем, для передачи телематики скорость передачи не является особо критичным параметром.

На физическом уровне для передачи сигнала в системе «СТРИЖ» используется модуляция DBPSK (относительная /дифференциальная/ двоичная фазовая манипуляция) и сравнительно узкая полоса радиосигнала. Высокие требования к стабильности кварцевого генератора традиционно являлись препятствием для использования узкополосных систем, поскольку ошибки на генераторе приводят к дрейфу частоты из полосы приема. Основной недостаток применения широкополосной кодовой манипуляции — низкая эффективность использования частотного спектра. Такой подход уменьшает количество устройств, способных работать в определенном частотном диапазоне. Зато в полосе 125 кГц, которая требуется LoRa для кодирования одного канала, используя узкополосный метод можно получить до 1250 каналов. А, значит, использовать до 1250 устройств «СТРИЖ» без ухудшения характеристик вместо одного устройства LoRa.

Учитывая сравнительно небольшую полосу радиочастот, выделенную под нелицензируемые радиосети, для широкополосной связи вероятность коллизий с сигналами от подобных устройств (других аналогичных сетей) всегда выше. И эту ситуацию уже невозможно компенсировать улучшенным кодированием. Результат — резкое снижение дальности стабильной работы такой системы; устройства, находящиеся на предельно дальней дистанции уже «не будут услышаны». К тому же особенностью принимающих станций LoRa является то, что они не могут демодулировать более чем 8 пакетов одновременно. При этом они могут определить принадлежность пакета только после демодуляции. То есть станция LoRa принимает все пакеты, а «свои» выделяет уже потом. Но любой пакет данных даже из «чужой» сети, принятый «своей» станцией блокирует получение любого «своего» пакета на этом же канале до тех пор, пока он не будет полностью принят, что создает понятные проблемы в случае одновременной работы в одной зоне сразу нескольких подобных сетей. Получается, любой желающий может вполне легитимно, отправляя с восьми LoRa-модемов произвольные данные без остановки, заблокировать все 8 каналов в любой сети LoRa в любом городе. Станция будет вынуждена принимать пакеты, идущие от «чужих» модемов в ущерб пакетам из «своей» сети. Собственно, вот от этих недостатков и постарались избавиться разработчики системы «СТРИЖ» за счет некоторого ухудшения других технических характеристик.

Стандарты связи IoT

В целом все альтернативные технологии для нелицензируемого радиочастотного спектра имеют весьма ограниченное применение. Их закрытость, возможные помехи друг от друга, ограниченность радиоспектра и необходимость создания новой инфраструктуры сдерживают распространение подобных систем, но ничуть не препятствуют развитию на их базе различных нишевых решений, что, собственно, уже и наблюдается.

В свою очередь, все эволюционирующие и взаимосвязанные стандарты сотовой связи стандартизованы 3GPP и имеют свои «другие» названия в виде «3GPP релиз № Х», причем номер релиза соответствует году его принятия и содержит его две последние цифры. В частности, спецификация 3GPP Rel. 13 (т.е. от 2013 года), посвященные дальнейшему развитию сетей LTE (стандарт LTE впервые появился в 3GPP Rel. 8, т.е. в 2008г.), включает в себя и указанные выше непроприетарные технологии. Ведь при развитии IoT было бы логичным использовать уже созданную обширную экосистему мобильной связи, арендуя некоторый сетевой ресурс у компаний-операторов.

Шаги, предпринятые в рамках развития стандартов сотовой связи, направлены как раз на достижение целевых для IoT показателей при сохранении преимуществ использования глобальной экосистемы. Эволюция указанных выше (непроприетарных) технологий станет основой будущих модификаций стандартов мобильной связи, в том числе стандартов сетей 5G. Если внимательно прочитать в «Мобильном Евангелии» псалом под названием Release 14 3GPP, нетрудно заметить, как много внимания уделяется в нём вопросам описания и детализации параметров радиоинтерфейса 5G, обеспечивающего максимально точное пространственное позиционирование и широкополосные коммуникации в реальном времени и с крайне малой задержкой сигнала (менее 1 мс) от мобильных объектов — автомобилей, воздушных судов и пр. Вообще возникает чувство, будто IoT создавался специально под технологии 5G (а как еще продать 5G на мировом уровне?), а технологии 5G – соответственно под IoT.

В целом сети сотовой связи на базе указанных выше технологий и стандартов предоставляют много серьезных преимуществ, среди которых поддержка около 50 тыс. соединений на ячейку сотовой сети, гарантированные 10 лет срока службы аккумулятора, большая зона обслуживания, повышенная безопасность за счет двусторонней аутентификации и дополнительного шифрования интерфейса, а также создание стабильных условий, в которых оператор связи сможет внедрять приложения для IoT. Ну а теперь чуть подробнее о перспективных технологиях для обеспечения доступа в рамках IoT.

Пакет расширенных функций EC-GSM был предложен рабочей группой GERAN, занимающейся развитием технологии GSM. Поскольку EC-GSM предусматривает сравнительно небольшие изменения относительно базового набора GSM/GPRS/EDGE, это позволяет использовать подавляющее большинство установленных базовых станций этого стандарта без изменений ПО. Технология использует один из физических каналов GSM шириной 200 кГц и позволяет при использовании 4 тайм-слотов получать в зависимости от используемой модуляции (GMSK или 8PSK) до 70 кбит/с либо до 240 кбит/с соответственно. При этом количество устройств IoT на один сектор базовой станции может достигать 50 тыс. Это достигнуто путем снижения периодичности обязательных сигнальных сообщений, оптимизации интервалов приема и получения информации, поддержки длительных (до 52 мин.) периодов «молчания», в течение которых устройство остается подключенным к сети. Помимо этого проведена адаптация канального уровня сети, использующая, в том числе, многократное повторение передаваемой информации, для улучшения энергетики радиоканала на 20 дБ по сравнению с обычными системами. Упрощена сетевая сигнализация за счет отказа от работы с сетями WCDMA/LTE. Также модернизированы механизмы аутентификации, безопасности соединения и пр. Но самое главное – сетевая инфраструктура уже готова для развития EC-GSM.

Технология eMTC (впервые появилась в 3GPP Rel. 12), призвана адаптировать IoT на сетях LTE с точки зрения стоимости, покрытия и срока автономной работы при обеспечении максимальной совместимости с уже построенными сетями, но за счет отказа от части присущей этим сетям функциональности. Использует несущую шириной 1,08 МГц внутри полосы, выделенной для канала LTE, что не сказывается на работе всей сети. Поскольку речь идет о сетях LTE, то и скорость передачи данных в eMTC достигает 1 Мбит/с, что является важным для части пользователей IoT. В eMTC добавлены механизмы, которые решают задачу снижения энергопотребления (аналогично EC-GSM). В канале «вниз» используется технология множественного доступа OFDMA, в канале «вверх» — SC-FDMA. Разумеется, технология eMTC также имеет высокую степень готовности сетевой инфраструктуры и может быть развернута на существующих сетях LTE путем обновления ПО. К тому же «обычные» сети LTE и eMTC не только работают одновременно, но и могут динамически перераспределять используемые ресурсы (частотный спектр, вычислительную мощность базовой станции и др.) в зависимости от типа и количества подключенных устройств и генерируемого ими трафика.

Что же касается технологии NB-IoT, то в отличие от двух предыдущих технологий, являющихся различными вариантами уже используемых сетевых решений, это принципиально другая разработка радиодоступа, хотя и предусматривающая интеграцию с сетями LTE и использующая сходные технологии. NB-IoT использует несущую шириной 200 кГц, которая может быть расположена в каком-либо свободном диапазоне, внутри каналов GSM (как в EC-GSM), внутри канала LTE (как в eMTC) или в защитном интервале между каналами LTE. Частотный диапазон может быть любым из тех, что определены для сетей LTE с частотным разделением каналов (LTE FDD). В канале «вниз» используется технология множественного доступа OFDMA, в канале «вверх» — SC-FDMA. Следует заметить, что в реальной жизни базовая станция не только должна поддерживать одновременную работу многих тысяч устройств IoT, но и обеспечивать их подключение самым лучшим образом независимо от качества покрытия. В результате технология NB-IoT поддерживает широкий диапазон скоростей передачи данных. Достижимая скорость передачи данных зависит от качества канала связи (отношения сигнал/шум), а количество подключенных устройств – от выделенных ресурсов (пропускной способности). В канале «вниз» все устройства имеют одну и ту же энергетику радиоканала и могут одновременно принимать сигналы с базовой станции. В канале «вверх» каждое устройство имеет свой собственный энергетический потенциал, что может быть использовано для мультиплексирования трафика. При этом создаваемый совокупный сигнал от нескольких устройств (и, соответственно, их мощность) будет больше, чем у одного устройства. Да и в реальных условиях во многих местах устройства NB-IoT будут ограничены уровнем собственных сигналов, а не пропускной способностью сети. Такие устройства могут сконцентрировать свою излучаемую мощность в узкой полосе радиочастот без потери производительности, освободив при этом полосу пропускания для других устройств. Чтобы получить такую возможность в NB-IoT вместо «коллективного» канала (общего блока ресурсов) со скоростью передачи данных до 250 кбит/с предусмотрено использование поднесущих частот с полосой пропускания 15кГц (эффективная полоса пропускания общего канала NB-IoT – 180 кГц) и скоростью передачи данных до 20 кбит/с. В свою очередь, терминальные устройства могут использовать одну или нескольких поднесущих в восходящей линии связи. Более того, используемые ими радиочастоты могут быть «упакованы» даже ближе друг к другу за счет уменьшения ширины полосы поднесущих до 3,75 кГц, что даже приводит к необходимости выделения части из них в качестве защитных интервалов в целях предотвращения интерференции с поднесущими с шириной полосы 15 кГц, что может привести к потере производительности.

В результате технология NB-IoT, вобравшая в себя все «сетевые достижения» радиоинженеров, обеспечивает большую зону обслуживания, низкое энергопотребление, возможности быстрой модернизации существующей сети, обещает длительный (до 10 лет) срок службы батареи, низкую стоимость терминала, простоту развертывания (plug & play), а также высокую надежность и безопасность. Ну, и обещанные 50 тыс. устройств IoT на сектор базовой станции. Считается, что существенная переработка протоколов канального уровня позволит снизить стоимость устройства NB-IoT по сравнению с LTE Cat.M1 на 90%. К примеру, рассматривая приложения для «умного» дома, следует заметить, что, как правило, они развернуты на базе технологий малого радиуса действия, таких как Z-Wave и ZigBee, а подключение к Интернету идет через домашний шлюз. Однако же прибор со встроенным NB-IoT-чипсетом может стать более предпочтительным решением. О поддержке технологии NB-IoT в своих продуктах уже давно заявили многие производители сетевого и терминального оборудования: Ericsson, Huawei, Nokia, Intel, Qualcomm, а также ведущие операторы связи — Vodafone, Deutsche Telekom и China Unicom. Оптимальным считается развертывание NB-IoT в полосах радиочастот 700, 800 и 900 МГц.

По мнению компании Huawei, наибольший потенциал для NB-IoT-сервисов может быть реализован в первую очередь в таких отраслях, как сельское хозяйство, здравоохранение, системы обеспечения безопасности, транспорт, логистика, промышленное производство, «умные» города, «умные» дома, розничная торговля. Расчеты Huawei показывают, что, к примеру, только в Германии за ближайшую пятилетку NB-IoT принесет доходы более 1,5 млрд долларов США. Прогнозы Huawei основаны на анализе различных вариантов использования NB-IoT-приложений, которые могут быть развернуты в разных отраслях. Модель в настоящее время предусматривает более пятидесяти вариантов использования, включая интеллектуальные датчики (на электричество, газ, воду), управление объектами, системы охранной и пожарной сигнализации для дома и коммерческой недвижимости, персональные датчики «электронного здоровья», системы отслеживания людей, животных или предметов, элементы инфраструктуры «умного» города (например, уличные лампы или мусорные контейнеры, подключенные промышленные инструменты и т. п.).

Еще на Всемирном конгрессе мобильной связи (MWC’2016) компания Nokia совместно с Intel и Vodafone Group продемонстрировала технологию NB-IoT, ознаменовав тем самым значительный этап на пути ее коммерциализации в качестве мирового стандарта для подключения миллиардов приборов учета, датчиков, сигнализаторов местонахождения и других объектов, необходимых в «цифровом» «программируемом» мире. Посетителям MWC было продемонстрировано расширенное покрытие сети и преимущества перспективных NB-IoT-сервисов компании Vodafone в городских и сельских условиях при поддержке NB-IoT-оборудования Nokia и терминальных устройств Intel. В системе сделан акцент на способность NB-IoT поддерживать большое количество датчиков и устройств с малой полосой пропускания, которые будут обеспечивать предоставление сервисов следующего поколения в потребительском секторе, «умных городах», промышленности и коммунальном хозяйстве. Ожидается, что к 2020 году IoT-устройства будут ежедневно отправлять до 6,8 трлн. запросов на соединение.

Участие операторов сотовой связи в IoT-проектах может идти по нескольким бизнес-моделям с разными уровнями доходов и ответственности. Самой простой из них будет просто предоставление связи для IoT. Можно стать поставщиком услуги NB-IoT, когда помимо обеспечения собственно связи возникают дополнительные сервисные возможности вроде аналитической обработки получаемых данных методами Big Data/BI и их коммерческой реализации. А можно выступить и как сервис-провайдер, ответственный за системную интеграцию, внедрение, обучение и сопровождение сервиса. На базе NB-IoT могут быть построены решения для подключения как персональных, домашних, публичных, так и индустриальных IoT-приложений (IIoT).

Таким образом, с принятием финальной версии спецификаций EC-GSM, eMTC и NB-IoT, в 2016 г. участники рынка получили в свое распоряжение сразу три эффективных инструмента развития сетей IoT. Каждый из них имеет свои особенности и преимущества в зависимости от конкретного сценария использования и характеристик конкретной мобильной сети. В любом случае преимущества глобальной экосистемы, наличие и готовность развернутой сетевой и ИТ-инфраструктуры, использование защищённого (лицензируемого) частотного спектра будут работать на снижение стоимости внедрения и эксплуатации. Это означает, что в ближайшем будущем нас может ожидать взрывной рост проектов с их использованием.

Кстати, о будущем. Недавно компания Nokia изложила стратегию, которой обновленная компания будет придерживаться в качестве лидера в области развития технологий следующего поколения 5G и IoT с расчетом на соответствующий рынок, объем которого после приобретения компании Alcatel-Lucent увеличился почти вдвое. Новая разработка Nokia – AirScale – предназначена для работы в сетях 5G и поддерживает все технологии от 2G до LTE Advance Pro, а также будет поддерживать и 5G, когда она появится. В состав AirScale входит новая базовая станция с рассчитанными на будущее блоками обработки исходного сигнала (baseband) и радиочастотными элементами, что даст заказчикам недостижимое ранее качество связи, в том числе и для нужд IoT. В частности, недавнее приобретение компании Nakina преследовало цель создания лучшей системы сетевой безопасности для реализации 5G и IoT. Также учрежден IoT-фонд, который займется инвестициями в перспективные компании, в основном связанные с подключенными предприятиями, потребительским IoT, подключенными автомобилями, цифровой медициной, а также с технологиями обработки больших данных и аналитики. Фонд будет оказывать содействие Nokia в определении перспективных бизнес-направлений и техническом обосновании быстро развивающегося IoT-рынка.

Конечно, неплохо порассуждать о грядущих применениях IoT и спрогнозировать будущие миллиардные доходы. К примеру, не так давно исследовательская компания Gartner давала прогноз, что к 2020 году более 50% крупных бизнес-процессов и систем будут включать в себя элементы IoT. Но… недавно аналитики из той же Gartner предупредили — чтобы в будущем извлечь выгоду из IoT, компаниям необходимо уже сейчас обратить внимание на 10 основных технологических моментов.

В целом по оценкам Gartner, в ближайшее время можно ожидать появление многочисленных и часто несовместимых экосистем класса IoT, между которыми развернется жесткое соперничество.

Ассоциация GSMA недавно выпустила рекомендации для телекоммуникационных компаний, которые собираются разрабатывать защищенные сети для «интернета вещей». GSMA создала эти рекомендации потому, что надежность и безопасность таких сетей вызывает беспокойство у участников рынка.

И последнее, в 2016 году крупнейшие компании, в том числе Qualcomm, Intel и Microsoft, объединились в альянс Open Connectivity Foundation (OCF), чтобы совместно работать над единым стандартом для всех IoT-гаджетов, вне зависимости от того, какой чипсет находится внутри. Всего в списке членов OCF более 150 организаций из различных стран мира: от производителей микроэлектроники до поставщиков техники, разработчиков сервисов и автоконцернов. Похоже, в такой компании должно что-то получиться…

По материалам: CNews, PCNews, PCWeek, Huawei, Nokia, Intel, Ericsson, it-weekly, u-blox, strij.tech, Gartner, Radio.

Автор публикации:
Александр ГОЛЫШКО, системный аналитик ГК «Техносерв»

Источник