NB-Fi е LPWAN протокол, който поддържа защитена двупосочна комуникация за Интернет на Нещата (IoT), машина към машина (M2M) и индустриален Интернет на Нещата (IIoT). NB-Fi прави възможно реализирането на огромния потенциал на Интернет на Нещата чрез събиране и анализиране на данни от крайни устройства за аналитични, счетоводни, таксуващи и ERP системи.

Технологията NB-Fi осигурява безжична комуникация между устройства на труднодостъпни места на дълги разстояния в гъсто населени градски райони, като е идеално подходяща за изграждане на IoT мрежи, внедряване на автоматизирани системи за измерване за дружествата, Smart Grid и Smart City проекти, безжични решения за индустриални, селскостопански, мониторингови и алармени системи.

NB-Fi е отворен стандарт с публичен формат на NB-Fi съобщения и съответните технически данни, необходими на производителите за производство на съвместими IoT крайни устройства.

Едно от предимствата на теснолентовите системи, като NB-Fi („Narrow Band Fidelity“), е ефективното използване на радиочестотния спектър. Ширината на един NB-Fi честотен канал започва от 50 Hz. NB-Fi устройствата използват честотна лента от 50 kHz за съобщения Uplink и честотна лента от 100 kHz за съобщения на връзка Downlink, които са само малки канали в разрешената честотна лента ISM без лиценз. Хиляди NB-Fi канали могат да бъдат настанени едновременно в тези честотни ленти. Теснолентовият сигнал и високата енергия на бит предадена информация осигуряват отличен енергиен потенциал за бюджета на връзката и висока устойчивост на шум.

Ключово предимство на високочувствителната NB-Fi базова станция е нейната способност да приема сигнал с нисък SNR – до нулата, т.е. когато нивото на шума не надвишава нивото на сигнала. Базовите станции използват усъвършенствани филтри, за да осигурят ненадминато ниво на динамичен обхват на сигнала.

Базовите станции NB-Fi могат да обработват хиляди канали едновременно, дигитализирайки цялата честотна лента в реално време и получавайки съобщенията, които са изпратени с различни скорости на данни.

Спектър на базовата станция NB-Fi:

приемане на сигнали с различна скорост на предаване на данни

(narrow bands – low data rates, wide bands – high data rates)

×

NB-Fi безжичният протокол за IoT устройства е предназначен за сигурен обмен на данни с пълно криптиране от край до край между крайните устройства и сървъра и гарантира поверителността и целостта на предаваната информация.

NB-Fi е LPWAN протокол, който поддържа защитена двупосочна комуникация за Интернет на нещата (IoT), машина към машина (M2M), Smart Grid, Smart Utilities, Smart City и индустриални приложения. Протоколът NB-Fi е оптимизиран за ниска консумация на енергия и е проектиран да поддържа големи мрежи с милиони автономни устройства. Базовата станция Blueberry с двупосочна комуникация, захранвана от NB-Fi технология, не само събира данни от електромери и сензори , но също така позволява тяхното контролиране. Това изисква най-високо ниво на сигурност на данните за защита на целостта и поверителността на съобщенията и в двете посоки, което е внедрено в протокола NB-Fi.

NB-Fi протоколът се основава на принципа на капсулиране на слоевете на мрежовия протокол. Най-ниският слой на комуникационните протоколи е физическият слой, който отговаря за приемането и предаването на радиосигнали и управлението на IoT устройства. MAC слоят е отговорен за защитата на предаваните данни от смущения в безжичния комуникационен канал с некриптографски методи (използвайки кодове за коригиране на грешки), но MAC слоят не гарантира доставката на съобщенията. SC слой (Secure Channel слой) се използва за осигуряване на сигурна комуникация между устройството и сървъра. И накрая, транспортният слой се използва за представяне на данни на приложението в пакетите, които могат да бъдат обработени от SC слоя.

Сигурността NB-Fi се основава на добре установени методи: използване на стандартни алгоритми и криптиране от край до край.

NB-Fi протоколът използва ключова система – всяко NB-Fi устройство има уникален 256-битов основен ключ. Въз основа на този основен ключ функцията за диверсификация генерира два ключа за каналите за Uplink нагоре и Downlink надолу. Тези ключове за всеки канал се използват за получаване на 256-битовите главни ключове за защита на данните. Освен това се генерират два отделни главни ключа за кода за удостоверяване на съобщението. Главните ключове се използват само веднъж за генериране на ключовете за данни и след това главните ключове се актуализират. Ключовете за данни могат да се използват за криптиране на не повече от 256 пакета.

Режимите CTR и OMAC, базирани на AES-256, се използват за схемата за криптиране с два ключа и за кода за удостоверяване на съобщението. При необходимост могат да се използват други симетрични алгоритми за блоково шифиране с 256-битов ключ.

За да се гарантира сигурността и целостта на транспортния слой NB-Fi, се използва схема за удостоверено криптиране със свързани данни (AEAD).

NB-Fi протоколът е предназначен да установи защитен канал между крайното устройство и сървъра на приложения, контролиран от мрежовия оператор. Такъв комуникационен канал гарантира сигурност и цялост на съобщенията не само по време на безжичното им предаване, но и по време на предаването им през Blueberry Cloud (наред с HTTPS).

За да се осигури криптографска защита на информацията на презентационния слой, се използва схема, подобна на схемата на транспортния слой. В този случай никакви ключове, използвани на транспортния слой, не могат да се използват на презентационния слой и е невъзможно да се деактивира криптирането или да се промени алгоритъмът за криптиране.

Стандартът NB-Fi поддържа двупосочна комуникация (Uplink и Downlink). Това се изисква предимно за крайни устройства като електромери, където каналът за връзка надолу позволява контролиране на измервателния уред: синхронизиране на времето, актуализиране на тарифния график, изключване на релето за натоварване и т.н. NB-Fi трансивърите, вградени в крайните устройства, заедно със сложни алгоритми за приемане на сигнал, гарантират почти симетричен комуникационен канал в двете посоки.

Всички наши устройства с двупосочна комуникация поддържат адаптивна скорост на предаване на данни. Ако силата на сигнала е добра, устройствата автоматично ще превключат към по-висока скорост на предаване на данни. Това позволява ефективно използване на спектъра и намалява консумацията на енергия, необходима за предаване на данни.

Стандартът NB-Fi поддържа до 4,3 милиарда устройства в една мрежа с 32-битов идентификатор за всяко устройство. NB-Fi не използва IP адресиране (IPv4, IPv6), за да оптимизира полезния товар. IoT устройства (като сензори и измервателни уреди) могат да предават малки пакети от няколко байта данни. Минималният размер на IP хедъра е 20 байта, като по този начин подходът за доставка на данни без IP (NIDD) позволява разработването на по-прости и по-евтини устройства. Обменът на данни между устройства и приложения на трети страни е възможен чрез Blueberry Server като персонализирано решение.