Праздник к нам приходит: ГКРЧ расширила ISM-диапазон 868 МГц в два раза

в 8:33, , рубрики: LoRaWAN, UNB, гкрч, Интернет вещей, Производство и разработка электроники, Разработка для интернета вещей

Короткая, но важная для причастных к IoT новость: ГКРЧ официально расширила безлицензионный диапазон 868 МГц, в котором традиционно живут такие сети, как LoRaWAN, Стриж/Вавиот, Sigfox и другие.

Официально это называется «неспециализированные устройства малого радиуса общего применения», а закреплены изменения в Приложении 12 к Решению ГКРЧ № 18-46-03-1 от 11 сентября 2018 года.

Было:

  • 864,0 — 865,0 МГц — мощность до 25 мВт, рабочий цикл до 0,1 % или LBT*, запрещено использование на территории аэропортов
  • 868,7 — 869,2 МГц — мощность до 25 мВт, рабочий цикл без ограничений, использование без ограничений

Стало (жирным выделены изменения):

  • 864,0 — 865,0 МГц — мощность до 25 мВт, рабочий цикл до 0,1 % или LBT*, запрещено использование на территории аэропортов
  • 866,0 — 868,0 МГц — мощность до 25 мВт, рабочий цикл до 1 % или LBT*, запрещено использование на территории аэропортов, спектральная плотность мощности до 1000 мВт/МГц
  • 868,7 — 869,2 МГц — мощность до 100 мВт, рабочий цикл до 10 % или LBT*, использование без ограничений

* Listen Before Talk. Что это означает, правда, никто не знает, так как в российских НПА техническая суть LBT нигде не расшифровывается. Да и, собственно, никто его и не использует.

Что это означает конкретно для сетей LoRaWAN?

Во-первых, возможность ухода из диапазона 864-865 МГц в новый диапазон 866-868 МГц. Старый диапазон неудобен по двум причинам — и из-за рабочего цикла всего в 0,1 %, и из-за завала АЧХ существующих базовых станций на 2-3 дБ в его нижней половине.

Типовая базовая станция LoRaWAN может обслуживать 8 частотных каналов с шагом 200 кГц — то есть, при старой регуляции получалось 2 канала в верхнем диапазоне и 5 каналов в нижнем, итого 7. Новая регуляция позволяет развернуть все 8 каналов в верхнем и среднем диапазонах, а при необходимости (с использованием БС с двумя радиоблоками) — целых 16 каналов. Это не требует изменения текущего стандарта LoRaWAN, так как базовая станция может передать устройству список доступных для него каналов при его регистрации в сети.

Во-вторых, на базовых станциях можно поднять мощность выхлопа в эфир до 100 мВт, чтобы с большей уверенностью достучаться до конечных устройств в нисходящем канале. Это позволяет организовать нисходящий канал RX2 с более высокой скоростью, нежели восходящий, и уменьшить загрузку эфира при большом количестве устройств, которые нисходящий канал используют.

В-третьих, во всех диапазонах появилось ограничение на рабочий цикл. Поставить железку, которая будет отравлять всем жизнь, непрерывно что-то излучая в эфир, теперь нельзя. С другой стороны, это накладывает ограничения на работу базовой станции — теперь она не может занимать один канал более 10 % времени.

Впрочем, ограничения на базовую станцию можно обойти настройками сети — в нисходящем канале базовая станция может отвечать устройству либо на той же частоте, на которой последнее само вышло в эфир, либо на фиксированной частоте RX2. Активно используя комбинацию из них, можно «размазать» эфирное время базовой станции по разным частотным каналам — с учётом, что RX2 за счёт увеличенной вчетверо мощности теперь можно сделать быстрее, это в общем случае решает проблему.

В-четвёртых, в новом диапазоне есть ограничение на спектральную плотность мощности — 1000 мВт/МГц. Это означает, что в нём не смогут работать UNB-системы с их полосами в 100-200 Гц — при выходной мощности 25 мВт и полосе 100 Гц спектральная плотность сильно превысит разрешённую. Говоря проще, этот диапазон полностью отдаётся на откуп широкополосным системам — LoRa и меш-сети на 802.15.4.

В-пятых, возникает соблазть увеличить количество стандартных каналов регистрации устройств — это каналы, на которых БС обязана слушать эфир, т.к. при включении или перезагрузке устройство может выйти на любом из них. В данный момент таких каналов два, оба в верхнем диапазоне, и один из них при этом совпадает с каналом RX2.

Новая регуляция позволяет перекроить каналы по европейскому образцу — выделить три полноценных канала регистрации устройств, ни один из которых не пересекается с RX2. К сожалению, это потребует принятия нового регионального стандарта (LoRaWAN Regional Parameters) для России, что, в свою очередь, потребует перепрошивки устройств и перенастройки базовых станций. Впрочем, остаётся варивант добавления одного нового канала регистрации — тогда устройства, уже сделанные под RU864-870, продолжат работать штатно. С третьей стороны, и устройств таких пока немного (хотя пока там новые RP примут...). С чётвёртой, текущие каналы позволяют применять устройства в аэропортах, не меняя их прошивки — базовая станция просто не должна давать им дополнительные каналы при регистрации в сети, и всё.

В общем, вопрос дискуссионный, поэтому резюмирую кратко: в LoRaWAN Regional Parameters для диапазона RU864-870 изменений не будет.

Прошивки устройств менять не требуется, в настройки сети можно по желанию внести новые диапазоны прямо уже сегодня. Устройствам они будут розданы автоматически (но так как уже зарегистрировавшееся устройство уже работает на старой сетке частот, на практике новая будет вводиться или в дополнение к старой для увеличения общего числа каналов, либо во вновь разворачиваемых сетях).

В-четвёртых, гармонизации с Европой у нас по-прежнему нет, использование европейских устройств и европейских настроек всё так же незаконно и может повлечь конфискацию оборудования. Европейские каналы — 868,1, 868,3, 868,5 МГц и 869,525 МГц — по-прежнему ни в один разрешённый в России диапазон не попадают.

P.S. Если говорить о чисто радиолюбительских устройствах, то у вас есть полное право делать всё, что вы хотите, для диапазона 866-868 МГц, при выполнении трёх условий — ограничения по мощности в 25 мВт, по рабочему циклу в 1 % (это 36 секунд в час) и с использованием широкополосного сигнала. Если у вас есть устройства, вещающие в диапазоне 868,7-869,2 МГц более 360 секунд в час, теперь их стоит ограничить.

Автор: olartamonov

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js