Protokół komunikacji Blackout
Blackout Comms wykorzystuje nowy, bezpieczny protokół o niskiej przepustowości, zaprojektowany z myślą o niskiej przepustowości, wysokim poziomie bezpieczeństwa i odporności na błędy w energooszczędnych, wbudowanych urządzeniach brzegowych. Umożliwia to przesyłanie danych o lokalizacji, wiadomości, zdalne sterowanie, a nawet transmisję obrazów o niskiej rozdzielczości poza siecią i inne zastosowania, które nie zostały jeszcze zrealizowane.
Kompatybilny z wieloma mediami
Protokół Blackout Comms plasuje się o poziom wyżej niż większość innych protokołów (https, MQTT, LoRa itp.). Został zaprojektowany w unikalny sposób, aby działać z niemal każdą kombinacją metod transmisji, nawet jednocześnie.
Praca z zawodnymi metodami transmisji, które nie oferują wrodzonego bezpieczeństwa ani gwarancji dostarczenia, była priorytetem podczas projektowania tego protokołu. Przerwy w łączności i zawodność połączeń są spodziewane w każdej chwili.
Każde urządzenie biorące udział w protokole jest w pełni zdolne do dzielenia się odpowiedzialnością za dostarczanie, weryfikację podpisów, zachowanie bezpieczeństwa i przekierowywanie pakietów „w locie”, w oparciu o nowszą lokalną wiedzę, łączność między urządzeniami i kanały, które najprawdopodobniej umożliwią dostarczenie pakietów, w miarę jak zbliżają się one do celu.
Zawsze przyjmuje się, że medium komunikacyjne (przewodowe, radiowe itp.) nie zapewnia żadnego bezpieczeństwa, dlatego wszystkie urządzenia stosują szyfrowanie typu end-to-end.
Pasma LoRa / ISM
LoRa
LoRa, jak można się domyślić, oznacza Long Range (daleki zasięg). Jest to technika przesyłania danych przez częstotliwości radiowe z wykorzystaniem modulacji widma rozproszonego, wynaleziona przez firmę Semtech (producenta sprzętu).
Wybraliśmy LoRa jako główny sposób przesyłania danych, właśnie z tych powodów. Oferujemy szeroki wybór transceiverów, anten, wzmacniaczy i innych produktów, które są kompatybilne z LoRa.
Pasma ISM
ISM to skrót od industrial, scientific, medical. Jest to zakres częstotliwości, który często określa się jako „nielicencjonowany”, ponieważ poszczególne urządzenia i użytkownicy nie potrzebują licencji na korzystanie z tego zakresu częstotliwości, pod warunkiem, że używany przez nich sprzęt spełnia określone przepisy FCC.
W Stanach Zjednoczonych pasma ISM obejmują pasmo 902–928 MHz, a także powszechnie używane częstotliwości 2,4 i 5,8 GHz. W innych krajach zakresy częstotliwości mogą się różnić.
Przeskakiwanie częstotliwości
Niezależnie od zakresu częstotliwości używanego w technologii LoRa w Blackout Communications, stosowana jest technika przeskoku częstotliwości. Zmniejsza to lub wręcz zapobiega kolizjom RF między klastrami, a także poszczególnymi urządzeniami. Zmniejsza to również podatność klastrów i urządzeń na zakłócenia, ponieważ jeśli określona częstotliwość jest zakłócana/spamowana, powinno to wpłynąć na urządzenie lub klaster tylko przez kilka sekund.
Technika przeskakiwania wykorzystuje bezpieczny algorytm, w którym wszystkie urządzenia w klastrze przeskakują na częstotliwość unison, która jest częstotliwością „bazową” dla klastra przez bardzo krótki okres czasu.
Podczas transmisji bezpośredniej między dwoma urządzeniami, pierwsza transmisja pakietu będzie odbywać się na tej wirującej częstotliwości bazowej, podczas gdy pozostałe pakiety będą rozłożone na różnych częstotliwościach, specyficznych dla dwóch urządzeń w kontakcie i znanych tylko tym dwóm urządzeniom. To przeskakiwanie pakietów odbywa się bardzo szybko, zazwyczaj w ciągu milisekund.
Blackout Comms Mesh Cloud
Każdy komunikator z Wi-Fi i połączeniem internetowym może połączyć się z naszą chmurą mesh. Jeśli dwa lub więcej Twoich urządzeń jest połączonych z naszą chmurą mesh, powstaje między nimi most.
Mostkowanie z wykorzystaniem naszej chmury mesh to technika, która umożliwia klastrowi rozciągnięcie się na dowolną odległość. Na przykład, część klastra może znajdować się na zachodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych, a inna na wschodnim, a oba klastry będą połączone jednym przeskokiem.
Inne urządzenia w klastrze automatycznie nauczą się korzystać z tego mostu.
Wiadomości i lokalizacje pozostają w pełni zaszyfrowane podczas przesyłania ich przez naszą chmurę sieciową.
Dowiedz się więcej o chmurze Blackout Comms mesh. Wymaga niedrogiej subskrypcji, ale jest bardzo łatwa w konfiguracji.
MQTT
MQQT to kolejna popularna technologia IoT, często wykorzystywana do komunikacji o niskiej przepustowości między urządzeniami a czujnikami. Charakteryzuje się niskim narzutem, szybkością i brakiem gwarancji, że dana wiadomość/pakiet dotrze do celu, co może wydawać się wadą, ale w dużej mierze to właśnie sprawia, że MQTT jest szybki, wydajny i idealny dla urządzeń o ograniczonych zasobach/przepustowości.
MQTT to protokół implementowany przez wiele produktów, zarówno open source, komercyjnych, jak i chmurowych. Dobrze współpracuje z TLS, co może zwiększyć poziom bezpieczeństwa, ale kosztem dodatkowej pracy urządzeń klienckich (które, co więcej, mogą mieć ograniczone zasoby i bardzo mało pamięci). Zatem, w zależności od urządzenia i aplikacji, TLS może być lub nie być pożądany w danej sytuacji.
Umożliwiamy obsługę MQTT w paśmie Wi-Fi 2,4 GHz jako drugorzędnego środka komunikacji, ponieważ charakterystyka zarówno zakresu częstotliwości, jak i protokołów znacznie różni się od LoRa, co znacząco zwiększa różnorodność platformy, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa i zdecentralizowanej natury Blackout Comms.
MQTT jest technologią drugorzędną i nie jest wymagany w klastrze lub kanale Blackout Comms. Umożliwia on jednak mostkowanie na bardzo duże odległości, ponieważ można korzystać z internetu, hotspotów, satelity itp.
Other Mediums
Przetestowano inne media, ale obecnie nie są one dostępne w publicznym oprogramowaniu sprzętowym...
Multicast UDP + Wi-Fi 2,4 GHz
Podobnie jak MQTT (lecz bez serwerów), protokół UDP jest bardzo szybki i nie gwarantuje dostarczenia pakietów. Do kopiowania pakietów/danych pomiędzy urządzeniami podłączonymi do tej samej sieci wykorzystuje wspólne protokoły sieciowe.
Protokół UDP działa całkiem dobrze z Blackout Comms, ale jego konfiguracja wymaga większej wiedzy sieciowej, dlatego obecnie nie włączamy tej opcji.
UART
Protokół przewodowy, z którego korzystasz za każdym razem, gdy podłączasz kabel USB do przesyłania danych. Blackout Comms nadal go używa, gdy pobierasz dane analityczne na komputer, ale obecnie nie jest on dostępny jako metoda komunikacji, mimo że w przeszłości był (połączenie dwóch węzłów kablem USB).
MÓC
CAN to kolejna przewodowa metoda komunikacji obsługiwana przez Blackout Comms, często wykorzystywana w przemyśle motoryzacyjnym. Jedną z zalet jest zasięg, jaki można pokonać dzięki CAN w porównaniu z innymi przewodowymi protokołami o niskim poborze mocy. Ta metoda jest obecnie wyłączona w Blackout Comms, z wyjątkiem wdrożeń niestandardowych.
BLE
Bluetooth Low Energy to kolejna opcja, która dobrze sprawdza się w komunikacji Blackout Comms. Możliwe, że w przyszłości ponownie udostępnimy tę opcję, szczególnie w przypadku komunikacji między klastrami, gdzie dwa węzły lub komunikatory znajdujące się blisko siebie, ale w różnych klastrach, mogą pomóc w połączeniu dwóch klastrów.