Protocole de communication en cas de panne de courant
Blackout Comms utilise un nouveau protocole sécurisé à faible bande passante, conçu pour offrir une faible consommation, une sécurité élevée et une tolérance aux pannes sur les dispositifs embarqués « edge » à faible consommation. Il permet la transmission hors réseau de données de géolocalisation, de messages, de fonctions de contrôle à distance, voire d'images basse résolution, ainsi que d'autres applications encore inédites.
Compatible avec plusieurs supports
Le protocole Blackout Comms se situe un cran au-dessus de la plupart des autres protocoles (https, MQTT, LoRa, etc.). Il est conçu de manière unique pour fonctionner avec quasiment n'importe quelle combinaison de méthodes de transmission, même simultanément.
L'utilisation de méthodes de transmission peu fiables, sans sécurité intrinsèque ni garantie de livraison, était une priorité absolue lors de la conception de ce protocole. Une connectivité intermittente et instable est à prévoir en permanence.
Chaque appareil participant au protocole est pleinement capable de partager la responsabilité de la livraison, de valider les signatures, de préserver la sécurité et de réacheminer les paquets à la volée, en se basant sur des connaissances plus locales/plus récentes de la connectivité inter-appareils et des canaux les plus susceptibles de mener à bien la livraison, à mesure que les paquets se rapprochent de la cible.
On part du principe que le support de communication (filaire, radiofréquence, etc.) n'offre aucune sécurité ; par conséquent, le chiffrement de bout en bout est imposé par chaque appareil.
Bandes LoRa / ISM
LoRa
LoRa, comme son nom l'indique, signifie « longue portée ». Il s'agit d'une technique de transmission de données par radiofréquences utilisant la modulation à spectre étalé, inventée par Semtech (une entreprise de matériel informatique).
Nous avons choisi LoRa comme principal moyen de transmission de données, précisément pour ces raisons. LoRa offre un large choix d'émetteurs-récepteurs, d'antennes, d'amplificateurs et d'autres produits compatibles.
Bandes ISM
ISM signifie industriel, scientifique et médical. Il s'agit d'une gamme de fréquences souvent qualifiée de « sans licence », car les appareils et les utilisateurs n'ont pas besoin de licence pour l'utiliser, à condition que leur équipement soit conforme à certaines réglementations de la FCC.
Aux États-Unis, les bandes ISM comprennent la bande 902-928 MHz, ainsi que les fréquences couramment utilisées de 2,4 et 5,8 GHz. Dans d'autres pays, les gammes de fréquences peuvent varier.
Saut de fréquence
Regardless of the frequency range being used with LoRa on Blackout Comms, a hopping technique is utilized. This reduces or prevents RF collisions between clusters, as well as individual devices. It also makes each cluster and device less susceptible to jamming, because if a certain frequency is being jammed/spammed, it should only affect an device or cluster for a few seconds.
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The hopping technique uses a secure algorithm whereby every device in the cluster hops to a frequency in unison, which is the “base” frequency for the cluster for a very short amount of time.
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When transmitting directly between two devices, the first packet transmission will happen on this rotating base frequency, while the remaining packets will be striped across different frequencies, specific to the two devices in contact, and only known to the two devices in contact. This per-packet hopping happens very fast, typically within milliseconds.
Blackout Comms Mesh Cloud
Tout appareil de communication doté d'une connexion Wi-Fi et d'une connexion Internet peut se connecter à notre réseau maillé. Si deux appareils ou plus sont connectés à notre réseau maillé, un pont est établi entre eux.
L'utilisation de notre réseau maillé pour créer des ponts permet à votre cluster de couvrir des distances de toute taille. Par exemple, une partie de votre cluster pourrait se trouver sur la côte ouest des États-Unis, une autre partie sur la côte est, et une seule liaison les connecterait.
Les autres appareils de votre cluster apprendront automatiquement à utiliser ce pont.
Les messages et les données de localisation restent chiffrés de bout en bout lors de leur transit par notre réseau maillé de nuages.
Découvrez le réseau maillé Blackout Comms. Un abonnement abordable est requis, mais la mise en place est très simple.
MQTT
MQTT est une autre technologie IoT populaire, souvent utilisée pour les communications à faible bande passante entre appareils et capteurs. Elle est peu gourmande en ressources, rapide, et bien qu'il n'y ait aucune garantie que chaque message/paquet parvienne à destination, ce qui peut paraître un inconvénient, c'est en grande partie ce qui rend MQTT rapide, efficace et idéal pour les appareils aux ressources/bande passante limitées.
MQTT est un protocole implémenté par de nombreux produits, qu'ils soient open source, commerciaux ou basés sur le cloud. Il fonctionne bien avec TLS, ce qui renforce la sécurité, au prix d'une charge supplémentaire pour les appareils clients (qui, rappelons-le, peuvent avoir des ressources limitées et une mémoire réduite). Par conséquent, selon les appareils et l'application, l'utilisation de TLS peut être plus ou moins judicieuse.
Nous activons MQTT sur WiFi 2,4 GHz comme moyen de communication secondaire, car les caractéristiques de la gamme de fréquences et des protocoles sont très différentes de celles de LoRa, ce qui élargit considérablement la diversité de la plateforme, tout en préservant la sécurité et la nature décentralisée de Blackout Comms.
MQTT est secondaire et n'est absolument pas nécessaire pour un cluster ou un canal de communication en cas de panne de courant. Il permet néanmoins de couvrir de très longues distances grâce à l'utilisation d'Internet, de points d'accès Wi-Fi, de satellites, etc.
Autres supports
D'autres supports ont été testés mais ne sont actuellement pas activés dans le firmware public...
Multidiffusion UDP + Wi-Fi 2,4 GHz
Similaire à MQTT (mais sans serveurs), UDP est très rapide sans garantie de livraison et s'appuie sur des protocoles réseau courants pour copier les paquets/données entre les appareils connectés au même réseau.
Le protocole UDP fonctionne très bien avec Blackout Comms, mais sa configuration nécessite une expertise réseau plus poussée ; c'est pourquoi nous n'activons pas actuellement cette option.
UART
Il s'agit d'un protocole filaire utilisé lors du transfert de données via un câble USB. Blackout Comms l'utilise toujours pour le téléchargement de données d'analyse sur un PC, mais il n'est actuellement plus disponible comme méthode de communication, contrairement à ce qui s'est passé par le passé (connexion de deux nœuds par câble USB).
PEUT
Le protocole CAN est une autre méthode de communication filaire prise en charge par Blackout Comms, fréquemment utilisée dans l'industrie automobile. L'un de ses avantages réside dans la portée qu'il permet de couvrir, comparativement à d'autres protocoles filaires basse consommation. Cette méthode est actuellement désactivée dans Blackout Comms, sauf pour les déploiements personnalisés.
BLE
Le Bluetooth basse consommation est une autre option qui convient parfaitement au mode de communication de Blackout Comms. Nous pourrions rouvrir cette option ultérieurement, notamment pour la communication inter-clusters, où deux nœuds ou communicateurs proches l'un de l'autre, mais appartenant à des clusters différents, pourraient servir de pont entre deux clusters.