«Аура360», - работающая на полностью российской технологии LINC , - система передачи данных для Интернета Вещей, предназначена для построения беспроводных сетей управления, мониторинга и сбора данных с приборов учета энергоресурсов, датчиков и иных электронных и исполнительных устройств.


Система полностью соответствует Плану мероприятий («дорожная карта») «Энерджинет» Национальной технологической инициативы.
 
Область применения: в Энергетике, мониторинге подстанционного оборудования, ЖКХ (АСКУЭ, АСКУГ, АСКУВ, АСКУТ), городском хозяйстве, мониторинге окружающей среды, сельском хозяйстве, экологическом мониторинге, добыче ресурсов, промышленности, безопасности, в системах контроля доступа, умных домах и др.
 
Отличительные особенности системы и технологии:
 
- Работа системы основана на проприетарной технологии - LINC (Logic Inter Node Connection), специально разработанной компанией РиА-Групп для связи в мире интернета вещей.

- Система реализует концепцию многоуровневой многопользовательской криптозащиты в сочетании с минимальным оверхедом.

- Элементы протокола уровня конечного пользователя, так же как и программное обеспечение для приема и обработки данных предоставляются клиентам на принципах открытого программного обеспечения.

- Система Аура360 и протокол передачи данных LINC полностью разработаны в России.

- Для взаимосвязи узлов системы может использоваться любой транспортный уровень в том числе IP, RS485, RS232, CAN, ZigBee, Z-Wave, BlueTooth, Wi Fi, nb-iot, LTE, LTE-M, EC-GSM, GSM/GPRS/3G, LoRaWaN и любые другие проприетарные и открытые системы передачи данных. Однако, наибольшая эффективность, превосходящая все указанные системы достигается при использовании наших протоколов непосредственно поверх физического уровня.

- Физический уровень системы может быть реализован на общедоступной компонентной базе, в том числе и российской.

- Абонентские устройства системы, разрабатываемые компанией, являются интеллектуальными контроллерами с высокими характеристиками и широким спектром применений, в том числе и в местах с опасной средой.

- Система Аура360 универсальна, неограниченно масштабируема и может применяться как в локальных применениях, так и в рамках глобальной инфраструктуры.

- Программное обеспечение и устройства системы Аура360 максимально универсальны и могут работать со всеми существующими электронными приборами и датчиками.

- Технология LINC специально разработана для работы с высокой энергоэффективностью, устройства адаптированы для полностью автономной работы.

- Система предоставляет универсальный доступ различным пользователям посредством общедоступных интерфейсов и бесплатно распространяемого ПО.

- Элементы системы (в том числе программное обеспечение для персональных компьютеров) способны работать автономно без необходимости постоянного подключения к сети интернет.

- Система предоставляет независимый многопользовательский доступ к конечным устройствам, в том числе службам ГО и ЧС для использования в случае чрезвычайных ситуаций.

- Все конечные устройства системы, в том числе автономные, доступны для управления в режиме реального времени (в том числе посредством автономных и мобильных комплексов) без необходимости подключения к сети интернет.
 
Достоинства технологии
 
Система сбора данных Аура360 использует все 7 (прикладных) уровней OSI и функционирует поверх протокола LINC (на данный момент выходящий в версии 3), объединяющего со 2 по 6-й уровни OSI. Система может использовать любую доступную среду передачи данных, в том числе Ethernet, RS-485, GSM (GPRS, LTE, NB-IoT и др.), и даже LoRa. Однако, в качестве физической среды «последней мили» был выбран узкополосный LPWAN радиоканал нелицензируемых диапазонов, что относит реализацию последней мили к так называемым UNB системам.
 

  

Узкополосный диапазон (UNB) имеет более высокую пропускную способность и дает максимально эффективное использование полосы частот. В верхнем безлицензионном диапазоне в России 868,7 – 869,2 может обеспечиваться до 60 каналов связи, в отличии от LoRaWAN с тремя каналами, шириной 125кГц.
 
Технология связи LINC может работать поверх любых существующих каналов передачи данных, сохраняя все присущие им недостатки, но при использовании в чистом виде превосходит по характеристикам существующие зарубежные и основанные на зарубежных, технологии связи интернета вещей - LoRaWAN, XNB (Стриж), NB-Fi (Вавиот), ZiNa (Fenix), SigFox, Zig-Bee и т.д.
 
Ключевым достоинством является то, что протокол LINC v3 обладает уникальными характеристиками, высоким уровнем криптозащиты, наиболее универсален для любых промышленных и отраслевых применений передачи данных и может работать в любой физической среде связи.
 
В частности LPWAN технология применяемая в системе Аура360 имеет следующие преимущества:
- высокие параметры связи: дальность до 15 км точка-точка (25 мВт)* или до 100 км (с применением направленной ретрансляции). Согласно последним решениям ГКРЧ, позволяющим использовать мощность излучения до 100 мВт, дальность и качество приема данных существенно увеличатся.
- идеален для полностью энергонезависимых систем;
- постоянная двусторонняя связь (полудуплекс) даже с автономными устройствами;
- полноценное управление конечными устройствами (в том числе и автономными);
- эффективное использование диапазона частот (UNB);
- связь точка - точка, точка – многоточка;
- реализация режимов ретрансляции и широковещательных команд;
- оптимизирован для устройств с малыми вычислительными ресурсами;
- скорость передачи данных не лимитируется (по спецификациям трансиверов);
- объем передаваемых данных не лимитируется;
- объем данных в пакете до 256 байт;
- до 48000 устройств на канал Базовой станции, до 60 каналов в верхнем диапазоне 868Мгц;
- варианты работы без интернета и облачных технологий в локальных системах;
- возможность работы на любых платформах и компонентной базе;
- высокая защищенность. Криптозащита соответствует спецификации TLS 1.3;
- независимость от санкционной политики иностранных государств;
- работа в широком диапазоне температур:  -60 +80С.
 
На оптимальной базовой скорости uplink-канала 1200 бит/с обеспечивается маленькая длительность передачи пакета данных 0,3 – 1,7 сек, при объеме пакета до 256 байт, при обеспечении той же дальности что в системах LoRaWAN на SF12 со скоростью 300 бит/с.
При этом устройство Аура находится в передающем режиме, при одинаковом размере пакетов, в 6 раз меньше времени, чем устройство LoRaWAN и в 12 раз меньше времени чем устройство Nb-Fi/XNB (Вавиот/Стриж), что означает более высокую энергоэффективность устройств Аура360.
 
Благодаря своим характеристикам – скорость передачи, размер пакета данных, мультипакетная передача, LINC единственная технология передачи данных, поддерживающая безопасность и передачу всего набора данных с приборов учета в соответствии с правительственными инициативами: - Федеральный закон от 27 декабря 2018 года № 522-ФЗ и правилами предоставления минимального функционала (услуг) интеллектуальных систем учета электрической энергии (мощности) субъектам электроэнергетики и потребителям электрической энергии (мощности).


 
По способу взаимодействия абонентских устройств технология LINC относится к типу «звезда» и предусматривает трехзвенную архитектуру: абонентское устройство - базовая станция – сервер, либо базовая станция – локальное приложение, без обязательного использования промежуточных ретрансляторов и mesh соединений. Подобная архитектура уже доказала свою исключительную надежность у сотовых операторов.
Но исключительность и вариабельность технологии позволяет также применять многозвенную управляемую ретрансляцию, что не только расширяет зону устойчивой связи в различных условиях, но и позволяет применять нашу безлицензионную маломощную, дешевую технологию связи для передачи данных на огромные расстояния, применяя ее например для мониторинга протяженных высоковольтных кабельных линий, газопроводов, обеспечения связи в местностях со сложным рельефом, рудниках и горных выработках.



 
Для реализации необходимых параметров LPWAN радиоканала подходит целая гамма трансиверов различных производителей, что исключает зависимость от конкретных компаний и санкционной политики иностранных государств, как это происходит в случае с LoRaWaN, где и технология связи и протокол и чип реализующий их принадлежат компании из США.
 
При этом, в отличии от физической среды LoRa (методика расширения спектра), достигается гораздо более эффективное использование частотного диапазона (до 10 - 20 раз), намного более лучшая помехозащищенность и избирательность, что при одинаковых скоростях позволяет обслуживать в несколько раз больше устройств и на гораздо больших расстояниях.
 
Используемые в системе и реализованные в протоколе алгоритмы криптозащиты и аутентификации не имеют аналогов в LPWAN сетях, основаны на новейших разработках и соответствуют спецификации TLS 1.3.
 
Протокол LINC v3 использует полностью раздельную криптозащиту и аутентификацию на уровнях приложения и оператора сети с соблюдением принципов прямой секретности.
Для установки нового сессионного соединения используется протокол Диффи - Хеллмана на эллиптических кривых (X25519) с эфемерными ключами и предустановленные ключи (ECDHE-PSK)
Для шифрования сообщений используется AEAD-алгоритм ChaCha20-Poly1305, опционально - AES-GCM          
Протокол предусматривает использование групп раздельных ключей для входящих и исходящих пакетов.
Каждое конечное устройство может содержать несколько учетных записей, отличающихся, в том числе, правами доступа к различным функциям.
Возможно применение шифрования по ГОСТ и алгоритма «Кузнечик». 

Одной из ключевых особенностей технологии LINC, в отличие от перечисленных систем является постоянный полноценный обратный канал во всех режимах работы, даже с автономными устройствами, чего не может себе позволить технологии Стриж/Вавиот, SigFox и большинство режимов LoRaWAN. Это стало возможным, даже несмотря на узкополосный сигнал, благодаря фирменному протоколу и техническим особенностям применяемого решения.


 
 
Таким образом, с помощью этой технологии мы имеем возможность успешно заменить проводные решения промышленных интерфейсов (RS232/485/422/CAN) даже в условиях больших перепадов температур:
- организовывая постоянную двустороннюю связь с удаленными приборами и датчиками,
- иметь постоянный доступ к устройствам,
- полноценно управлять приборами,
- настраивать и параметризировать их,
- менять прошивку,
- удаленно изменять тарифное расписание,
- получать дополнительные данные (архивы данных, архивы событий, профили мощности и.д.), причем, также используя для этих целей родное программное обеспечение заводов-изготовителей приборов учета, поднимая удаленный сквозной канал связи с прибором.



Еще одной особенностью является относительно частая передача данных – раз в 1-3 часа, без ущерба длительности работы автономных устройств и емкости сети на одну базовую станцию. Это стало возможным благодаря особенностям протокола, минимизации служебной информации (оверхеда) в пакете и оптимальной для большинства задач скорости передачи данных с которой длительность стандартного пакета прибора учета составляет всего около 0,5 секунды и менее.
 
Еще несколько достоинств технологии LINC, отличающих ее от вышеперечисленных систем:
 
- LINC позволяет строить локальные сети с помощью абонентских терминалов (внешних дисплеев), мобильных приемных устройств с подключением к ноутбуку, компьютеру либо локальной сети Ethernet без использования интернета и дорогих базовых станций, так и с помощью стационарных базовых станций с устанавливаемым у оператора системы недорогим ПО Аура Офис на обычном компьютере. Мобильные базовые станции являются хорошим подспорьем техническим специалистам, для обслуживания, локального сбора данных и настройки устройств системы.
 
- Разработанные технологии могут применяться и сторонними разработчиками электронных устройств интернета вещей и программных платформ, обеспечивая надежные, энергоэффективные, функциональные и высокозащищенные уровни от транспортного до прикладного в любых каналах связи.
 
- Продуманный до мелочей протокол системы и технология имеют большой задел для дальнейшей модернизации системы и устройств и обеспечивают большую гибкость использования. Например, LINC может работать не только по схеме звезда, но и применять в особо сложных случаях (что для радиоканала не редкость) ретрансляторы, динамически изменяющуюся скорость передачи данных, переходы на свободные каналы, неограниченно масштабировать систему и использовать ее не только в системах мониторинга и сбора данных, а и в организации связи между конечными электронными устройствами без применения базовых станций и шлюзов, успешно заменять проводные интерфейсы, работать в сложных условиях и на опасных производствах.
 
Сравнительная таблица технологий, распространенных в РФ

 

	Аура - LINC	Стриж/Вавиот	LoRaWan
Происхождение технологии	Россия	Условно Россия (доработанный французский SigFox)	США
Частота передачи данных	Субгигагерцовый диапазон	Субгигагерцовый диапазон	Субгигагерцовый диапазон
Ширина канала	12,5кГц (UNB)	100Гц (UNB)	125кГц
Скорость передачи данных	Базовая 1200 бит/с В разных режимах - 300-100 000 Бит/с	Стандартный режим 100 бит/сек Возможны 1000 / 9600 бит/сек	0,3 – 11 кБит/сек
Длительность передачи стандартного пакета	Стандартный пакет около 0,4 сек	Стандартный пакет около 6 сек	При SF12 для максимальной дальности 2,7 – 3,5сек
Интервал передачи данных для автономных устройств	По умолчанию 2 часа, (настр. от 1 мин до 1 года)	12 – 24 часа	12 - 24 часа
Наличие обратного канала	Постоянный полудуплекс на всех режимах работы и на всех устройствах	Условно. Реализован на другой частоте с помощью отдельного передатчика и антенны (не для устройств на батарейном питании)	Полноценно только в режиме С  (не для устройств на батарейном питании)
Режим сквозного канала	Да. Работает со всеми устройствами	Нет	Нет
Дистанционное обновление программного обеспечения	Да. Работает со всеми устройствами.	Условно, на близком расстоянии (не для устройств на батарейном питании)	Возможно в режиме С, для устройств на стационарном питании, в версии 1.1
Конфигурирование устройств	Да. Работает со всеми устройствами.	Только устройств на стационарном питании	Возможно в режиме С, для устройств на стационарном питании
Работа без доступа в сеть интернет	Да	Нет	Нет
Шифрование по ГОСТ	TLS1.3, длина ключей 256bit	xtea256 / aes128	AES128
Режим ретрансляции	Да, до 5 уровней	Нет	Нет
Старт технологии	Коммерческие внедрения с 2013 года	Коммерческие внедрения с 2014 года	Коммерческие внедрения с 2016 года