Protocolo de comunicaciones de apagón
Blackout Comms utiliza un nuevo protocolo seguro de bajo ancho de banda, diseñado para bajo ancho de banda, alta seguridad y tolerancia a fallos en dispositivos periféricos integrados de bajo consumo. Esto permite la entrega de datos de ubicación, mensajes, funciones de control remoto, incluso la transmisión de imágenes de baja resolución y otras aplicaciones aún no implementadas.
Compatible con múltiples medios
El protocolo Blackout Comms se sitúa un nivel por encima de la mayoría de los demás protocolos (https, MQTT, LoRa, etc.). Está diseñado específicamente para funcionar con prácticamente cualquier combinación de métodos de transmisión, incluso simultáneamente.
Trabajar con métodos de transmisión poco fiables que no ofrecen seguridad inherente ni garantía de entrega fue una prioridad fundamental en el diseño de este protocolo. Se prevé una conectividad intermitente y poco fiable en todo momento.
Cada dispositivo que participa en el protocolo es totalmente capaz de compartir la responsabilidad de la entrega, validar firmas, preservar la seguridad y redirigir paquetes sobre la marcha, basándose en un conocimiento más local y actualizado sobre la conectividad entre dispositivos y los canales con más probabilidades de completar la entrega a medida que los paquetes se acercan al objetivo.
Se asume en todo momento que el medio de comunicación (cable, RF, etc.) no ofrece seguridad, por lo que cada dispositivo aplica cifrado de extremo a extremo.
Bandas LoRa/ISM
LoRa
LoRa, como se puede suponer, significa Largo Alcance. Se trata de una técnica de transmisión de datos por radiofrecuencia mediante modulación de espectro ensanchado, inventada por Semtech (una empresa de hardware).
Seleccionamos LoRa como el medio principal de transmisión de datos precisamente por esas razones. Existe una amplia selección de transceptores, antenas, amplificadores y otros productos compatibles con LoRa.
Bandas ISM
ISM significa industrial, científico y médico. Es un rango de frecuencia que a menudo se denomina "sin licencia", ya que los dispositivos y usuarios individuales no necesitan licencia para usarlo, siempre que el equipo que utilicen cumpla con ciertas regulaciones de la FCC.
En EE. UU., las bandas ISM incluyen 902-928 MHz, así como las frecuencias comúnmente utilizadas de 2,4 y 5,8 GHz. En otros países, los rangos de frecuencia pueden variar.
Salto de frecuencia
Independientemente del rango de frecuencia utilizado con LoRa en Blackout Comms, se utiliza una técnica de salto. Esto reduce o previene las colisiones de RF entre clústeres, así como entre dispositivos individuales. Además, hace que cada clúster y dispositivo sea menos susceptible a interferencias, ya que si una frecuencia específica es interceptada o inundada, solo debería afectar a un dispositivo o clúster durante unos segundos.
La técnica de salto utiliza un algoritmo seguro mediante el cual cada dispositivo del clúster salta a una frecuencia al unísono, que es la frecuencia “base” del clúster durante un período de tiempo muy breve.
Al transmitir directamente entre dos dispositivos, la transmisión del primer paquete se realizará en esta frecuencia base rotatoria, mientras que los paquetes restantes se distribuirán en diferentes frecuencias, específicas de los dos dispositivos en contacto y conocidas únicamente por ellos. Este salto por paquete ocurre muy rápidamente, generalmente en milisegundos.
Nube de malla de comunicaciones Blackout
Cualquier comunicador con wifi y conexión a internet puede conectarse a nuestra nube en malla. Si dos o más dispositivos están conectados a nuestra nube en malla, se crea un puente entre ellos.
La creación de puentes mediante nuestra nube en malla es una técnica que permite que su clúster abarque distancias de cualquier tamaño. Por ejemplo, una parte de su clúster podría estar en la costa oeste de EE. UU., otra en la costa este, y un solo salto las conectaría.
Los demás dispositivos de su clúster aprenderán automáticamente a utilizar este puente.
Los mensajes y las ubicaciones permanecen cifrados de extremo a extremo a medida que pasan a través de nuestra nube de malla.
Obtén más información sobre la nube en malla de Blackout Comms. Requiere una suscripción económica, pero es muy fácil de configurar.
MQTT
MQQT es otra tecnología popular del IoT que se utiliza a menudo para la comunicación de bajo ancho de banda entre dispositivos y sensores. Es de bajo consumo, rápida y no garantiza que un mensaje o paquete llegue a su destino. Esto, aunque parezca negativo, es en gran medida lo que hace que MQTT sea rápida, eficiente y perfecta para dispositivos con recursos y ancho de banda limitados.
MQTT es un protocolo implementado por numerosos productos, tanto de código abierto como comerciales y basados en la nube. Funciona bien con TLS, lo que puede añadir un nivel de seguridad, a costa de añadir trabajo adicional a los dispositivos cliente (que, de nuevo, pueden tener recursos limitados y muy poca memoria). Por lo tanto, dependiendo de los dispositivos y la aplicación, TLS puede ser o no recomendable en una situación determinada.
Habilitamos MQTT sobre WiFi de 2,4 GHz como medio de comunicación secundario, porque las características tanto del rango de frecuencia como de los protocolos son muy diferentes de LoRa, por lo que amplía significativamente la diversidad de la plataforma, al tiempo que preserva la seguridad y la naturaleza descentralizada de Blackout Comms.
MQTT es secundario y no es necesario para un clúster o canal de Blackout Comms. Permite conectar distancias extremadamente largas, ya que se puede usar internet, puntos de acceso, satélite, etc.
Other Mediums
Se han probado otros medios pero actualmente no están habilitados en el firmware público...
Multidifusión UDP + WiFi de 2,4 GHz
Similar a MQTT (pero sin servidores), UDP es muy rápido, no tiene garantía de entrega y se basa en protocolos de red comunes para copiar paquetes/datos entre dispositivos que están conectados a la misma red.
UDP funciona bastante bien con Blackout Comms, pero requiere más experiencia en redes para su configuración, por eso actualmente no habilitamos esa opción.
UART
Un protocolo cableado que se utiliza al conectar un cable USB para transferir datos. Blackout Comms aún lo utiliza al descargar datos de análisis a una PC, pero actualmente no está habilitado como método de comunicación, aunque sí lo estaba antes (conectando dos nodos con un cable USB).
PODER
CAN es otro método cableado compatible con Blackout Comms, comúnmente utilizado en la industria automotriz. Una ventaja es la distancia que se puede cubrir con CAN en comparación con otros protocolos cableados de bajo consumo. Este método está actualmente deshabilitado en Blackout Comms, excepto para implementaciones personalizadas.
BLE
Bluetooth de bajo consumo es otra opción que se adapta bien al sistema de comunicación de Blackout Comms. Es posible que volvamos a habilitar esta opción en el futuro, específicamente para la comunicación entre clústeres, donde dos nodos o comunicadores cercanos, pero en clústeres diferentes, pueden ayudar a conectar dos clústeres.