Bluetooth Mesh – развитие стандарта передачи данных для IoT

Группа компаний Bluetooth SIG, контролирующая развитие Bluetooth-технологий, 18 июля объявила ^[1], что стандарт Bluetooth с этого момента поддерживает функциональность mesh-сетей. Эта новость особенно тепло была принята энтузиастами концепции IoT.

^[2]/ Flickr / JCT 600 ^[3] / CC ^[4]

Актуальной версией стандарта Bluetooth, более 10 лет известного в качестве ведущей технологии беспроводной связи с низким энергопотреблением, на сегодняшний день является ^[5] Bluetooth 5.0. По сравнению со своей предшественницей — 4.2 — она предоставляет в четыре раза больший охват, удвоенную скорость и увеличенную в восемь раз ширину канала связи.

И теперь, когда Bluetooth способен связывать устройства в целом здании, стандарт обзавелся новым способом осуществления соединения. Mesh-сети, или иначе ячеистые сети, — это децентрализованные сети, основанные на ряде соединяющихся друг с другом устройств. Каждый из узлов в них выступает коммутатором. В основе концепции лежит форма ретрансляции сообщений, готовая к масштабируемости за счет добавления новых узлов — устройств.

Такой подход используются технологией Google Wi-Fi ^[6], которая выстраивает mesh-сеть в масштабах здания. Чтобы охватить области, которые остаются вне действия традиционного Wi-Fi, единственный маршрутизатор в сети заменяется несколькими точками, действующими как маршрутизаторы. Если говорить о стандарте Bluetooth, такими точками выступают подключенные устройства.

Mesh-сети Bluetooth работают на основе протокола Bluetooth Low Energy (LE) и совместимы с устройствами, поддерживающими базовые спецификации версии 4.0 и выше.
Чтобы создавать сетевые продукты с поддержкой Bluetooth, потребуется совместимое оборудование и программное обеспечение. Иначе говоря, любое устройство (в том числе смартфоны и планшеты), которое поддерживает Bluetooth LE, скорее всего, сможет ^[7] использоваться в ячеистой сети после обновления программного обеспечения. Для процесса, называемого инициализацией, потребуется приложение, работающее на смартфоне, планшете или компьютере с поддержкой Bluetooth. Новые устройства, будь то бытовые девайсы, промышленные датчики или камеры безопасности, должны будут загружать ключи шифрования, чтобы присоединиться к сети в качестве узла.

Касательно конкретных устройств, способных поучаствовать в развертывании mesh-сетей по протоколу Bluetooth, уже известно, что ими станут девайсы, оснащенные всеми микропроцессорами будущих поколений Qualcomm, которые поддерживают Bluetooth LE, начиная с QCA4020 и QCA4024. Об этом стало известно из официального заявления ^[8] производителя Qualcomm в день анонса от Bluetooth SIG. QCA4020 и QCA4024 используются для создания интеллектуальных домашних или промышленных устройств: дронов, роботов и так далее.

Mesh-сети Bluetooth и Internet of Things

Известно ^[9], что mesh-функциональность изначально закладывалась в стандарт Bluetooth 5.0 в качестве платформы для развертывания масштабируемых умных систем. В бытовом сценарии концепция может быть применима следующим образом: когда пользователь входит в дом, данные с датчиков на входе передаются одновременно для включения источников света и системы отопления.

Эта же модель подходит для автоматизации зданий и других решений в сфере IoT, где десятки, сотни или тысячи устройств должны надежно взаимодействовать друг с другом.

Mesh-сети для IoT позволяют устройствам совместно использовать общие данные в масштабах предприятия. Например, система безопасности может взаимодействовать с пожарным датчиком или камерой напрямую с помощью Bluetooth без необходимости обмениваться данными по проводному или Wi-Fi-соединению через центральный маршрутизатор.

«Добавление ячеистой топологии к стандарту Bluetooth откроет значительные возможности для автоматизации зданий и принесет с собой новую волну инноваций во множестве IoT-приложений», — прокомментировал нововведение Боб Моррис (Bob Morris), вице-президент по маркетингу в Wireless Business Unit, ARM.

Особенную роль mesh-сети Bluetooth смогут сыграть в сегменте промышленного IoT (IIoT). Такие устройства, как роботы и подключенные девайсы, оснащенные датчиками, производят огромное количество данных, и их сложно передать посредством стандартов и протоколов по типу LoRaWan или Narrowband-IoT. В то же время Bluetooth может обрабатывать больше данных, чем эти протоколы, и теперь, когда сеть можно расширить дополнительными узлами, решение может стать инструментом для объединения, к примеру, всего оборудования на конкретном производстве.

В свете участившихся атак на IoT-устройства Bluetooth SIG пришлось также сделать акцент на безопасности mesh-сетей, что также позволяет рассматривать их в качестве основной платформы умных городов. Все сообщения, отправленные через Bluetooth-сети, будут зашифрованы и аутентифицированы с использованием трех типов ключей.

Одним из важных достоинств новых сетей Bluetooth SIG называют проверенную глобальную функциональную совместимость, которая обеспечивает совместную работу продуктов разных поставщиков.

По словам ^[10] Эндрю Зиньяни (Andrew Zignani), старшего аналитика ABI Research, внедрение mesh-сети поможет Bluetooth преодолеть ряд существующих ограничений по диапазону и размеру сети.

/ Flickr / skys the limit2 ^[11] / CC ^[12]

«Ячеистая топология представляет собой новый этап в развитии Bluetooth и станет важным фактором перехода от персональной сети и технологии сопряжения к более масштабируемому, надежному и энергоэффективному IoT-соединению с возможностью подключения к вещам вокруг нас», — считает он.

Важно, что внедрение mesh-функциональности в Bluetooth-сети происходит в момент значительного роста отрасли — ABI Research ожидают ^[13], что к 2021 году будет установлено 48 млрд совместимых с IoT устройств, из которых почти треть будет поддерживать Bluetooth. В BI Intelligence считают ^[14], что международные производители потратят $267 млрд на решения IoT к 2020 году и установят свыше 24 млрд устройств IoT.

О группе Bluetooth SIG

Bluetooth Special Interest Group была основана в 1998 году. В неё вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Позднее список участников пополнился такими компаниями, как Lenovo, Microsoft и Apple. Bluetooth SIG занимается надзором за разработкой Bluetooth-стандартов и лицензированием технологий и торговых марок производителей.

P.S. Похожие материалы из нашего блога:

• VPN – типы подключения и проверка безопасности ^[15]
• Wi-Fi: спрос растет, а возможности ограничены ^[16]
• BRAS для операторов связи ^[17]
• SD-WAN как конкурент традиционному MPLS ^[18]
• DPI на помощь спутниковому интернету – опыт на сети связи ANADYR.NET ^[19]

Автор: VASExperts

Источник ^[20]