Základní vlastnosti radiového komunikačního protokolu RCom

Popis

Pro vzdálený odečet měřících zařízení slouží radiová obousměrná komunikace. Tato komunikace je realizována na frekvenci 868MHz vysílacím výkonem 10mW. Komunikace je paketově orientovaný, zabezpečený a potvrzovaný přenosový kanál (na úrovni transportní vrstvy OSI modelu), na kterém je realizován datový protokol ČSN EN 62056-21 mod A.

Radiová komunikace používá speciálně navržený komunikační protokol RCom (fyzická, linková, transportní vrstva dle OSI modelu), který zohledňuje dva rozporuplné požadavky na rychlost komunikace a nízkou spotřebu.

Komunikační protokol RCom byl vyvinut specielně pro použití v měřících přístrojích (hlavně bateriových) pro odečty a ovládání těchto zařízení. Protokol RCom umožňuje používat pochůzkový způsob odečtu (dostatečný vysílací výkon a potvrzovaný komunikační kanál navíc zvyšuje efektivní dosah radiové komunikace) s dostatečně rychlou odezvou, čímž se značně zkrátí doba nutná pro odečet jednoho zařízení i pro dálkové odečty v systémech AMM (Automatic Meter Management).

Ochrana dat je realizována zabezpečeným přenosovým kanálem a navíc data v celém řetězci přenosu (odečet – vstup pro další zpracování) mohou být šifrována. Na datové úrovni je každý odečet vybaven digitálním podpisem, který zaručuje nepoškozenost dat a jejich autenticitu. Nepoškozenost umožní identifikovat náhodnou či úmyslnou změnu dat. Autenticita zase umožní identifikovat úmyslně podvržená data. Obě tyto vlastnosti mají velký význam v systémech AMM, kde se data pohybují po veřejných sítích. Z hlediska ochrany dat splňuje zařízení s protokolem RCom doporučení WELMEC pro zařízení typu P, třída rizika C, extenze T .

Z důvodů nutnosti nízké spotřeby jsou prvky po ukončení komunikace uvedeny do stavu hlubokého spánku, kdy jejich spotřeba klesá na minimum. Zároveň se však prodlužuje jejich reakční doba na povely linkové vrstvy (např. sestavení komunikačního kanálu). Tato doba podle nastavení prvku může být od 1 sec až do 30 sec.

Důležité vlastnosti

Nejdůležitější vlastností komunikačního protokolu RCom je nízkopříkonová obousměrná komunikace. Zařízení, která používají tento protokol mají tyto důležité vlastnosti (v dalším textu jsou některé vlastnosti RCom popsány pro použití v komunikaci s elektronickými vodoměry a indikátory spotřeby tepla):

  1. Zařízení vysílá pouze, když je o to požádáno (odečtovou jednotkou). Proto nezahlcuje prostředí zbytečným vysíláním, které ruší ostatní zařízení na stejném kmitočtu (dálková ovládání, signalizace, vypínače, atd.). Trvalé vysílání u systémů s jednostrannou komunikací může ve velkých domech kde je hodně (běžně několik desítek až stovek) vysílacích prvků vést k problémům s činností jiných RF zařízení. Zařízení komunikující protokolem RCom tak přispívají ke zvýšení úrovně tzv. „radiového smogu“ zcela minimálně, na rozdíl od zařízení s jednostrannou komunikací, které vysílají i když to není zapotřebí a žádný přijímač toto vysílání aktuálně nepřijímá.
  2. Trvalá dostupnost rychlého odečtu
    1. Ve zvoleném časovém okně (odečtové období) je trvání celého odečtu max. 13 sekund, mimo pak standardně 33 sekund.
    2. Pro urychlení odečtu většího počtu zařízení z jednoho místa je určen povel pro zkrácení odezvy na požadavek komunikace. Odečet každého zařízení trvá pak pouze 3 sec.
    3. Možnost odečíst zařizení v čase do 33 sekund vždy a to i mimo odečtové období, např. odečty při montáží nebo ověřování činnosti, výměny měřícího zařízení, při reklamacích zákazníků apod.
  3. Možnost realizace dostatečně dlouhého odečetu
    Bez problémů lze přenášet i větší objemy dat. Typické použití pro tzv. měsíční odečty, kdy měřící zařízení provádí každý měsíc „samoodečet“ do své vnitřní pamětí a pří ročním odečtu se tyto měsíční odečty přenesou pomocí radiové komunikace do odečtového zařízení.
  4. Další výhody plně obousměrná komunikace
    1. Možnost pomocí zařízení s RCom protokolem budovat plnohodnotné systémy AMM, kdy jsou měřící zařízení odečítána a ovládána dálkově po nějaké veřejné síti, např. internetu.
    2. Lze realizovat maximální zabezpečení dat, včetně prvku náhody při sestavování spojení mezi komunikačními prvky.
    3. Lze nastavovat a nulovat hodnoty v odečtovém zařízení
    4. Robustní přenos - při chybě je okamžitě opakován poslední paket – větší odolnost na rušení z okolního prostředí.
    5. Realizace přístupové metody CDMA/CA vede k mnohem efektivnějšímu využití přenosového kanálu a omezení rušení jiných prvků.

Parametry

Z hlediska přenosu informací pomocí radiových vln má protokol RCom tyto parametry:

Nosná frekvence: 868,299MHz
Šířka kanálu: 199.951kHz
Vysílací výkon (max.): 10mW
Modulace: GFSK
Datová bitová rychlost: 19,2kBd
Přístupová metoda LBT: CDMA/CA
Práh pro LBT: adaptivní
Nejmenší úroveň signálu pro příjem: -100dBm