Увод у сигфок технологију - основе, архитектуру и сигурносне карактеристике

Трка за бежичном технологијом започела је давне 1890-их када је Маркони саградио прву светску радио станицу и увео бежичну телеграфију, која је у потпуности редефинисала начин на који су људи тада размењивали информације. Данас смо напредовали са многим новим ћелијским технологијама како бисмо бежично пренијели велику количину података свима који живе чак и у најдубљем углу Земље. Али у последње време нису само људи ти који морају да комуницирају међу собом. Машине и други електронски уређаји такође су почели да међусобно размењују информације како би успоставили повезану мрежу. Ови уређаји углавном раде на батерији са удаљене локације приморавајући је да комуницира на велике удаљености уз минималну могућу снагу. Овај захтев подстакао је потребу за новим комуникационим технологијама попут ЗигБее, ЛоРа, Сигфок итд. Већ смо разговарали о томе шта је ЛоРа у нашем претходном чланку, па ћемо у овом чланку сазнати о сличном протоколу бежичне комуникације названом Сигфок и његовом значају у повезана технологија.

Шта је Сигфок технологија

Сигфок је целуларна бежична комуникација великог домета која нуди прилагођена решења првенствено за Интернет ствари (ИоТ) и М2М са ниском пропусношћу, користећи своје услуге повезивања од ИоТ до краја користећи своје патентиране технологије. Мрежни протокол Сигфок има патентиране базне станице које су интегрисане са софтверски дефинисаним радио-уређајима. Крајњи уређаји користе бинарну модулацију фазног померања (БПСК) за повезивање са базним станицама.

Мрежа Сигфок је дизајнирана да омогући ефикасну комуникацију при малој потрошњи енергије. Ниска потрошња енергије осигурава да даљински уређаји раде дуго уз минимално пуњење или одржавање батерије. Сигфок омогућава ИоТ комуникацију на велике даљине што омогућава пренос са минимално базних станица. Мрежа Сигфок користи приступ ћелијском стилу како би омогућила удаљеним чворовима да користе Интернет за комуникацију са базним станицама. Ово олакшава даљинско управљање и прикупљање података са Сигфок чворова на широком географском подручју све док постоји интернет конекција.

Карактеристике Сигфока

Иако је Сигфок представљен још 2009. године, тек је недавно стекао популарност. Данас се појавом ИоТ-а Сигфок врло често користи као комуникациони стандард за повезивање уређаја мале снаге као што су паметни бројила електричне енергије, паметни сатови итд. Погледајмо карактеристике Сигфока који га чини пожељнијом мрежом.

Велики мрежни капацитет

Сигфок има велики капацитет који му омогућава да скалира до милијарде објеката, то је због ултра уске опсежне модулације која пружа отпорност и отпорност на сметње. Сигфок инфраструктура користи насумични приступ који олакшава фреквенцију и временску разноликост. Употреба пропусног опсега узлазне и доње везе омогућава доследност без обзира на кориштену радио везу.

Висока енергетска ефикасност

Мрежа Сигфок може се похвалити високом енергетском ефикасношћу, захваљујући полупроводницима који троше мало енергије који се користе у производњи Сигфок хардвера. Ови полупроводници омогућавају Сигфок модулима да преносе податке са само око 10мА - 50мА струје. Мрежна архитектура Сигфок не извршава синхронизацију порука између уређаја и базне станице пре спровођења преноса података, што значи да није потребно упаривање. Недостатак упаривања између уређаја и базне станице омогућава дуго трајање батерије и даје Сигфоку предност у односу на друге технологије. Сигфок троши само неколико нано ампера у празном ходу, ова стопа потрошње енергије је занемарљива и даље повећава ефикасност.

Дубинску

Примена Сигфока покрива велико географско подручје са минималним бројем базних станица. Опсег радио фреквенција (РФ) процењује се према значењу брзине преноса података за сваки излаз, а велики опсег се постиже са малом брзином преноса података. Имплементација базних станица великог домета омогућава имплементацију широког опсега Сигфок мреже уз минималне трошкове. Сигфок-овом великом домету олакшава и чињеница да базне станице имају мању осетљивост, а објекти имају малу излазну снагу. У руралним областима, мрежа Сигфок покрива просечан опсег од 30 до 50 километара због минималних сметњи. Међутим, у градским центрима где постоје велике препреке, домет Сигфока се смањује на 10км.

Отпорност на сметње

Сигфок користи Ултра Барров опсег од 192 кХз (УНБ) интегрисан са просторном разноликошћу базне станице од +20 дБ, што олакшава његове јединствене карактеристике против ометања. Мрежа Сигфок користи ултра уски опсег за рад у индустријском, научном и медицинском опсегу (ИСМ)пошто су сигнали ширеног спектра ометани УНБ сигналима. У Европи пропусни опсег има опсег од 100Хз, док у САД пропусни опсег прелази 600Хз. Европска унија је ограничила максималну снагу на 25мВ. Довнлинк има пропусност канала од 1,5КХз и опсег података од 600 бпс. Довнлинк даље ограничава максималну излазну снагу на 500мВ. Оптимална еластичност за ометање олакшава Сигфоку ефикасно функционисање у опсегу ИСМ. То му омогућава пренос чак и под сигналима ометања. Међутим, преклапање са ниским нивоом шума индукује унутрашњу робусност ултра-уског опсега. Као резултат, да би се порука пренела, сигнал би требало да има најмање 8 дБ.

Сигфок мрежна архитектура

Сигфок мрежна архитектура је водоравна и танка и има два слоја. Слој један се састоји од мрежне опреме углавном базних станица и осталих елемената. Сврха овог слоја је да прима поруке од ИоТ уређаја и да их преноси на Сигфок системе подршке. Ова мрежа има једнократну звездану топологију која омогућава ИоТ уређајима да се повежу са било којом базном станицом у њеној близини. Други слој је Сигфок систем за подршкугде се поруке од базних станица обрађују и шаљу путем повратних позива до корисничког система. Овај слој такође пружа улазну тачку различитим актерима као што су Сигфок, крајњи купци, Сигфок оператери и канали до екосистема помоћу веб интерфејса или АПИ-ја. Слој има спремиште и друге алате за анализу података које мрежа прикупља. Слој такође садржи модуле и функције који подржавају постављање, рад и надгледање мреже. Карактеристике укључују систем пословне подршке (БСС) за фактурисање и наручивање и радио планирање за подршку постављању и надгледању мреже. Јавни Интернет повезује два слоја преко сигурних ВПН веза.

Подаци са ИоТ уређаја шаљу се ваздухом до базних станица, а затим пролазе кроз бацкхаул који користи ДСЛ везу са 4Г резервном копијом. Сателитска повезаност се користи као резервна копија на местима где ДСЛ и 4Г нису доступни. Обрадом порука такође се бави бацкхаул, те поруке стижу на основну мрежу са толико репликата, али се чува само једна копија којој купци могу приступити путем веб интерфејса.

Сигфок сигурност и приватност

Будући да ће се Сигфок примарно фокусирати на ИоТ, мрежа је дизајнирана да побољша безбедност применом заштитних зидова за заштиту података у покрету и миру. Такође можете прочитати овај чланак о ИоТ сигурносним изазовима да бисте стекли бољу идеју о томе како заштитити своје ИоТ уређаје. Сада ћемо погледати различите сигурносне функције у Сигфоку.

Сигурност заштитног зида

Сигфок има уграђени заштитни зид који ограничава ИоТ објекте да се повежу или комуницирају помоћу Интернет протокола. Да би комуницирао путем Интернета, објекат шаље радио поруку коју преузимају доступне приступне станице. Приступна станица затим преноси поруку систему подршке Сигфок који је заузврат преноси на одређено одредиште. Сигфок систем подршке такође преноси одговор на објекат пошиљаоца путем базних станица. Сигурносни заштитни зид тако штити ИоТ објекте од напада повезаних са Интернетом.

Сигурност података

Архитектура Сигфок пружа сигурносни механизам који гарантује сигурну аутентификацију података и избегавање поновне репродукције; такође пружа додатни механизам против прислушкивања. ИоТ-ов ланац Сигфока укључује сачуване кључеве за потврду идентитета које складиште уређаји и купац, овај кључ ће бити потребан за приступ подацима које чува Сигфок систем. Као резултат тога, Сигфокови механизми података гарантују сигурност унутар разноликог екосистема и различитих локалних прописа. Кључ за потврду идентитета за сваки уређај јединствен је, што значи да угрожавање сигурносног кључа за потврду идентитета уређаја не утиче на сигурност других уређаја. Међутим, сигурност било ког уређаја препуштена је дискрецији произвођача.

Примена Сигфока

Сигфок технологија је погодна за јефтине М2М апликације које раде на широком подручју покривености. Ова подручја укључују;

• Праћење имовине, људи или робе.
• Паметна комуникација мерења у енергетском сектору.
• Комуникација мХеалтх апликација
• Управљање аутомобилском комуникацијом у транспортном сектору
• Даљинско управљање и надзор.
• Сигурност.

Произвођачи модула Сигфок

Мурата је међу водећим произвођачима Сигфок микроконтролера. Популарни Сигфок модули користе бежични микроконтролер заснован на СТМ32 компаније СТ Мицроцонтроллерс, као и СКС127 Самтецх РФИЦ. Ови микроконтролери раде у фреквенцијском опсегу од 860-930 МХз. Овај опсег фреквенција подржава излазну снагу од +14 дБм која се може повећати на +20 дБм у случају слабих подручја сигнала.

Модул	Произвођач
ВССФМ10Р1: РЦЗ1 (Европа, Блиски Исток, Африка)	ВиСОЛ Цо. ЛТД
ТД1207	ТД Нект
СН10-11	ИнноЦомм
АБЗ Сигфок РЦ1	Мурата Мануфацтуринг Цо. ЛТД
СиПи 14дБ	Пицом
С-крило: Сигфок продужна плоча за Босцх КСДК за зоне 2 и 4	ИнноЦомм
С-крило: Сигфок продужна плоча за Босцх КСДК за зону 3	ИнноЦомм
СН10-12	ИнноЦомм
СН10-22	ИнноЦомм