ЖУРНАЛ В ЖУРНАЛЕ
Измерения Контроль
Автоматизация : СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ
Главный редактор — д-р техн. наук, профессор В. Ю. Кнеллер
УДК 627.722.6.004.4
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ РАДИОПРОЦЕССОР — ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ОСНОВА "ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ"
INTEGRAL RADIOPROCESSOR — THE PERSPECTIVE TECHNICAL BACKGROUND OF "INTERNET OF THINGS"
Галицын Алексей Александрович
канд. технических наук, директор E-mail: novsystech@mail.ru
НПП "Новые системы и технологии", Москва
Аннотация: Обсуждаются вопросы коренного изменения в ближайшем будущем традиционной мобильной экосистемы. Рассмотрены вопросы создания уникальной C-UWB RF-техноло-гии, построенной с использованием радиочастотного ресурса на вторичной основе, обеспечивающей беспрецедентную информационную безопасность беспроводных решений. Дано описание построенного на базе этой технологии интегрального радиопроцессора — универсального базового элемента локального радиопространства глобальной информационной среды.
Ключевые слова: Интернет вещей, Интегральный радиопроцессор, беспроводные системы, C-UWB RF-технология, обработка радиосигналов, криптографическое радио, широкополосное соединение.
Galitsyn Aleksey A.
Ph. D. (Technical), Director E-mail: novsystech@mail.ru
New Systems and Technologies Company, Moscow
Abstract: The problems of fundamental changing in the immediate future of traditional mobile ecosystem are discussed. Issues of unique C-UWB RF technology creation which will be built with the use of radiofrequency resource on secondary base ensuring unprecedented informational security of wireless solutions are considered. The description of founded on this technology integral radio processor being an universal basic element of local radio space of global information medium is presented.
Keywords: Internet of Things, Integral radioprocessor, wireless, C-UWB RF-technology, radio signal processing, cryptographic radio, broadband connection.
ВВЕДЕНИЕ
Что принесет нам последующее развитие Интернета? Ведь от "Интернета вещей" (Internet of Things, IoT), в котором мы живем сегодня, мы начинаем переходить к "Всеохватывающему Интернету" (Internet of Everything, IoE), где всевозможные неодушевленные предметы начнут учитывать контекст и пользоваться глобальными вычислительными ресурсами и новыми сенсорными возможностями. Добавьте в эту формулу людей и
информацию и получите Сеть сетей, в которой миллиарды, даже триллионы соединений, создают беспрецедентные возможности, в том числе дают "дар речи" вещам, никогда прежде не имевшим собственного "голоса". Например, если сегодня, выходя из аптеки, никто из нас не может быть уверен в том, что купил нужное лекарство, а не фальшивку в красивой упаковке с голограммами, то завтра сами лекарства (да и любые предметы огромного товарного рынка) с криптографическим уровнем достоверности "расскажут" все о себе сами.
Консалтинговое подразделение Cisco IBSG в своем недавно опубликованном докладе1 перечислило восемь переломных моментов (потрясений), которые в самое ближайшее время в корне изменят привычную мобильную экосистему, которые провоцируют и будут провоцировать еще большие изменения в отрасли. Это:
— взрывной рост спроса на мобильную передачу данных (в 26 раз за 5 лет, с 2010 по 2015 гг.);
— увеличение числа программных платформ от отдельных автономных решений до крупных взаимосвязанных экосистем;
— создание новых, быстрых мобильных сетей;
— повсеместная доступность стандарта LTE и расширение зон покрытия Wi-Fi;
— ужесточение регулирования отрасли во многих странах в том, что касается диапазона сети, ее нейтралитета и защиты прав потребителей;
— изменение структуры всей индустрии вследствие ее консолидации;
— рост числа устройств с IP-адресом (Интернет вещей);
— переход на Облачные модели доставки — "все как сервис";
— возрастающая угроза OTT-сервисов — борьба за распространение видео и сервисы.
ВОЗМОЖНОЕ РАЗВИТИЕ МОБИЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНДУСТРИИ
Перечисленные потрясения предопределяют сценарии дальнейшего развития мобильной информационной индустрии, ее структуру и функциональность. Существует несколько правдоподобных сценариев будущего развития отрасли, но только два из них (по версии Cisco) имеют реальные шансы воплотиться в жизнь и помогают лучше понять, куда двигаться дальше и как построить стратегию успеха на будущее.
Первый сценарий можно назвать "Мобильные звенья". В общем и целом это продолжение нынешней ситуации, когда крупные игроки доминируют в каждом звене цепочки начисления стоимости, опираются на собственные сильные стороны и возможности и сотрудничают только с однородными крупными игроками. Второй сценарий можно назвать "Мобильный взрыв", и он — полная противоположность первому. Это мир, где большинство устройств совместимы друг с другом, могут передавать и получать данные по беспроводной связи и функционируют по "Облачному" принципу, повышая конкуренцию и стирая грани между звеньями цепочки начисления стоимости, и это более вероятный и
1 Новый порядок Мобильного мира: перспективы на будущее Мобильной индустрии. (The New Mobile World Order: Perspectives on the Future of the Mobile industry <https://www.cisco. com/web/about/ac79/docs/sp/New-Mobile-World-Order.pdf>).
именно прорывной сценарий, который рано или поздно, но пробьет себе дорогу.
Итак, "Мобильный взрыв". Но что должно стать детонатором этого "взрыва"? Что должно случиться, что должно быть создано в этом и без того сложном электронном мире, чтобы этот "взрыв" произошел? С одной стороны, в мире уже создана мощная Глобальная мировая транспортная инфраструктура, сформирован ее внешний интерфейс — это LTE-среда (так будет, потому, что продвигать ее будут "монстры" телекоммуникационной индустрии, и проблема частотного обеспечения новых (LTE) сетей в ближайшем будущем выйдет на первый план и вытеснит WI-MAX, а, возможно, даже WI-FI и другую технику, ведь частотный ресурс существующих технологий в пределах крупных населенных пунктов уже попросту отсутствует.
С другой стороны, к настоящему времени сформировались три относительно независимо существующих мира: "Глобальный Мир компьютеров" с его "облачными" технологиями и сервисами, "Мир мобильных платформ", подключенных к глобальной транспортной инфраструктуре и "Локальный Мир умных вещей", замкнутый (пока!) сам на себя. Этот "Мир" к транспортной среде еще практически не подключен, а если и подключен, то "неправильно^)" — через весьма дорогостоящее соединение (компьютер и его стандартные интерфейсы).
Но тенденции последних лет убедительно доказывают, что даже классический компьютер вместе с его стандартными интерфейсами скоро будет вытеснен (или сильно потеснен) с просторов Интернета мобильными платформами и потребуется новое, более адекватное ситуации средство соединения и "Мира компьютеров", и "Мира мобильных платформ" с "Миром вещей". Вещи мобильны, поэтому "Мир вещей" априори будет беспроводным и соединить эти "Миры" напрямую невозможно, если не будет создано единого (не в смысле стандартного, а в смысле универсального!) настраиваемого на потребности и особенности "Вещей" и в тоже время информационнобезопасного беспроводного интерфейса (криптографически уникального для каждого конкретного соединения). Причем этот беспроводной интерфейс должен обеспечивать с одной стороны криптографический уровень защиты самого радиоканала (структуры радиосигнала), с другой — не вносить лишних "криптографических проблем" в саму передаваемую информацию. Ведь криптографическая защита собственно информации довольно затратна и должна осуществляться именно там, где это требуется по сути, т. е. при передаче по каналам общего доступа, причем происходить именно (и только!) в аппаратуре реального источника и реального приемника такой информации.
Поэтому с переходом к "строительству" беспроводного (т. е. пока фактически открытого с общим досту-
пом) "Мира Вещей" лучше иметь криптографически стойкий (именно по структуре радиосигнала) радиоканал, а избыточное кодирование собственно информации (для повышения ее достоверности) и ее криптоко-дирование (для ее защиты) вводить именно тогда и именно там, где это принципиально необходимо.
Сейчас есть относительно дорогостоящая беспроводная связь: Wi-Fi — связь глобальной сети с компьютерами, есть Wireless-USB — связь компьютеров с периферией, но нет адекватной (дешевой) связи самого компьютера или глобальной сети (в лице мобильных платформ) с "Миром вещей" и "Миром всего". Нет связи, "имплантируемой" в "Вещи" и адекватной им по функциональности и себестоимости (!). Нет связи и нет устройства, которые должны стать технической основой создания виртуального "Мира вещей". В самом деле, глупо же имплантировать Wireless-USB (там несколько миллионов транзисторов и соответствующая потребляемая мощность!) и Wi-Fi-технику в каждую упаковку лекарств, почтовую марку и в каждый денежный знак.
Существующие в настоящее время узкополосные радиочастотные технологии классических торговых RFID и даже самая современная технология NFC (Near Field Communication — для "связи в ближнем поле") компании NXP Semiconductors (PHILIPS), в основе которой лежит идеология передачи данных по радиоканалу на короткие расстояния в диапазоне частот 13,56 МГц, для столь глобальных целей слишком примитивны и ограничены. Радиочастотная технология, которая может стать "Мостом" между Глобальной транспортной средой и "Миром вещей" должна отвечать одновременно целому ряду весьма жестких требований именно по своей универсальности, себестоимости и информационной безопасности.
В частности она должна иметь:
— высокую технологичность производства изделий и мизерную себестоимость;
— возможность приема в условиях сильных внешних помех (ведь сигнал от "вещи" априори слаб, а внешний радиофон может быть любым!);
— возможность непосредственного (радиочастотно-кодового разделения каналов) адресного обращения к миллиардам устройств;
— возможность непосредственного измерения расстояний между устройствами;
— возможность создания криптографически безопасного соединения как конкретных, так и произвольных устройств (а э
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.