Poznámky k přednášce o bezdrátových sítích v IoT

Úvod

• Přednáška zaměřena na fungování bezdrátových sítí v internetu věcí (IoT)
• Očekává se, že studenti mají znalosti z počítačových sítí 1
• Hlavní témata: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, NFC, generace mobilních sítí (GSM, LORAM, SICKFOX, NB-IoT, LTE-M)

Bezdrátové technologie

Wi-Fi (IEEE 802.11)

• Bezdrátové počítačové sítě, obdobou Ethernetu
• Vhodné pro vysoký průtok a nízkou latenci
• Používá se v různých typech a vylepšeních

Bluetooth

• Původně určen jako náhrada sériového rozhraní RS-232
• Použití: telefonní hovory, distribuce internetu

Zigbee

• Průmyslovější verze Bluetooth, podobné technologie

NFC (Near Field Communication)

• Použití při platbách platebními kartami a mobilními platbami

Mobilní sítě (GSM, LORAM, SICKFOX, NB-IoT, LTE-M)

• V různých generacích pro IoT aplikace

Rozdíly mezi IoT a klasickými sítěmi

• Klasické sítě: důraz na průtok a latenci
• IoT: důraz na spolehlivost a spotřebu
• LoRa: zaměřeno na dlouhé vzdálenosti, nízká spotřeba, komunikace na jednotky kilometrů

Šíření signálu

• Vlnová délka a frekvence ovlivňují šíření signálu
• Signál klesá s kvadrátem vzdálenosti
• Důležitost odolnosti vůči rušení a šumu
• RSSI (síla signálu) a poměr signálu k šumu (SNR)

Multiplexace

• Metody sdílení pásma: frekvenční a časové dělení
• Potřeba synchronizace pro efektivní komunikaci

LoRa

Základní vlastnosti

• Používá se pro IoT, výhoda v dlouhých vzdálenostech a nízké spotřebě
• Tři třídy zařízení (A, B, C): různé frekvence a spotřeba

Modulace a přenos dat

• Chirp modulace pro odolnost vůči rušení
• Různé symboly pro přenos bitů v rádiovém spektru

LoRaWAN

• Architektura: koncové zařízení, brána, síťový server, aplikační server
• Šifrování a bezpečnost přenosu dat

Spojení a autentizace

• Jak se zařízení připojují k LoRaWAN serveru
• Generování a výměna klíčů pro zabezpečení dat

Bezpečnostní hrozby a útoky

• Replay útoky a ochranné mechanismy

Praktické aplikace a dosah

• Použití v zemědělství a dalších průmyslových aplikacích
• Dosah v městských oblastech a na okraji obcí

Závěr

• Další témata: komunikační protokoly v IoT (KOUP, MQTT)
• Otázky a diskuze s studenty na závěr přednášky