Технология NanoNET

Nanotron Technologies - берлинская компания, которая исследует такие вопросы беспроводной связи с малым радиусом действия, как улучшение показателй помехоустойчивости, вопросы энергопотребления и скорости передачи данных в беспроводных сетях малого радиуса действия, а также вопросы локализации устройств беспроводной связи и разработку протоколов для сетей датчиков беспроводной связи. Метод, применяемый самой природой - линейно частотная модуляция (летучие мыши, дельфины пользуются данным методом для того, чтобы определить, где они находятся) стал основой технологии под названием NanoNet.

Где же актуально применение приемопередатчиков производства компании Nanotron? Такие приемопередатчики имеют диапазон в 2,4 ГГц и используются там, где использование сетей Wi-Fi невозможно ввиду их свойства потреблять много энергии, а также там, где производительности ZigBee и Bluetooth катастрофически не хватает. Более конкретно - это системы домашней автоматизации, мониторинга и управления, охранные системы.

Передача информации через приемопередатчики Nanotron происходит со скоростью до 2 Мбит за секунду, что является очень большой скоростью, особенно при достаточно высоком уровне устойчивости к помехам. Это является основным отличием данных передатчиков т других устройств, работающих в диапазоне 2,4 ГГц. Причем информация может передаваться на расстояние не одной сотни метров. В этом сезоне также начался выпуск приемопередатчиков Nanotron nanoLOC TRX, которые кроме передачи данных выполняют функцию определения координат местоположения объекта, что позволяет более эффективно использовать системы сбора данных и идентификации на радиочастотах.

В приемопередатчиках Nanotron используется метод, который позволяет значительно расширять спектр, а также за счет высокой мощности передаваемого сигнала, который размывается по всему спектру действия, еще больше увеличивать показатели помехоустойчивости. Это достигается за счет того, что "размывание" по спектру приводит к потерям только части сигнала, который передается, что позволяет в последствии возобновить в приемнике передаваемые данные. Такой метод называется линейно-частотной модуляцией.

Теперь об импульсах линейно-частотной модуляции. Такие импульсы в приемопередатчиках Nanotron используются с целью передачи двоичных данных, их длительность фиксирована, а несущая частота может быть как нарастающей, так и спадающей. Ширина частотного канала, которая используется в таких приемопередатчиках, намного больше чем та, которая используется в технологиях ZigBee и Bluetooth и составляет 64 МГц. Именно этот факт дает возможность работы на высоких скоростях и с повышенной надежностью передачи данных, даже если уровень помех превышает стандартные значения.

Если сравнивать с беспроводной передачей данных по технологии Wi-Fi, в которой ширина частотного канала также имеет значительные показатели, то технологи Nanotron также имеют свои преимущества, в данном случае в плане скорости, дальности передачи, а также количества потребляемой энергии. Дело в том, что обработка импульсов линейно-частотной модуляции на первичном уровне происходит аналоговым способом, что позволяет использование приемопередатчиков в устройствах, которые работают от батарей.

Сигнал линейно-частотной модуляции форматируется (при передаче) и обрабатывается (при приеме) при использовании дисперсионной линии задержки, которая выполнена на базе фильтра ПАВ. Если уровень ошибок фиксирован, то высокие скорости приема-передачи данных достигаются за счет высокого уровня ширины спектра сигнала, которая равна 64 МГц. Но есть один недостаток. Такая ширина не позволяет использовать в одном помещении больше двух сетей.

Приемопередатчики NanoNet TRX отличаются высокой скоростью передачи данных (2 Мб в секунду), мощностью диапазоном 1 мкВт - 6,3 мВт, большим радиусом действия, который на отрытом пространстве может равняться вплоть до 900 метров, а также встроенным контроллером типа МАС, который одновременно поддерживает несколько разных методов доступа к спектру передачи.

При использовании приемопередатчиков nanoNET TRX и создании на их базе сетевых приложений рекомендуется использовать один из двух вариантов ПО - "Driver software" или "Portable Protocol Stack (PPS)". То, какой вариант в итоге будет выбран, зависит от того, насколько сложное беспроводное соединение подразумевается. Предлагаемое программное обеспечение представляет собой исходные коды, написанные на языке С. Первый пакет способен обеспечить работоспособность функций по приему-передаче информации и управлять режимами функционирования приемопередатчика. Второй пакет предназначен для более сложных сетей, и позволяет настраивать конфигурацию протокола в зависимости от требований самого приложения.

Использование программного обеспечения PPS и приемопередатчиков nanoNET TRX позволяют реализовывать различные типы сетей, которые могут поддерживать доступ к спектру передачи как прямого, так и случайного плана. Случайный доступ может организовываться методом CSMA/CA (предотвращения коллизий) или неоднократным доступом с определением несущей как аппаратными средствами, так и с помощью ПО PPS. При этом сеть может состоять из одной или нескольких подсетей. В случае нескольких радиус действия сети может увеличиваться. Реализация прямого доступа возможна по схеме TDMA (временное разделение) или по схеме "мастер-ведомый".

В конце марта этого года был утвержден новый стандарт для физического уровня БПД - IEEE 802.15.4a. Он разработан для систем с высоким уровнем помех на базе технологии CSS разработанной компанией Nanotron и утвержден институтом инженеров электротехники и электроники IEEE.