LPWAN vs LoRaWAN: Is LoRaWAN die voorste onder LPWAN-tegnologieë?

LPWAN vs LoRaWAN: Is LoRaWAN die voorste onder LPWAN-tegnologieë?
LPWAN vs LoRaWAN

LPWAN (lae krag wye netwerk) tegnologieë gebruik draadlose telekommunikasie om data oor 'n wye area netwerk te stuur. Hierdie tegnologie is spesifiek ontwerp om die oordrag van langafstandkommunikasie teen lae bistempo's moontlik te maak. Hierdie twee kenmerke onderskei die LPWAN-tegnologieë van ander draadlose WAN's wat meer krag gebruik en meer data dra wanneer hulle aan die gebruikers koppel. Die datatempo van LPWAN wissel van 0.4 Kbit/s aan 40 Kbit/s per frekwensie.

Behalwe dat LPWAN's gebruik word om 'n privaat draadlose sensornetwerk te skep, hulle kan ook as 'n derdeparty-infrastruktuur gebruik word wat sensorgebruikers in staat stel om hulle in die veld op te stel sonder om noodwendig die LPWAN-poorttegnologie in te stel.

By MOKOLoRa, ons is tegnologie-agnosties. Ons sal jou LPWAN vs LoRaWAN IoT-projek holisties oorweeg en die mees geskikte tegnologie vir jou presiese toepassing aanbeveel.

LPWAN-tegnologieë en -platforms

Sommige van die mededingende standaarde en verkopers vir die LPWAN-tegnologie is:

• DASH7 – is 'n tweerigting-firmwarestandaard met 'n lae latensie wat oor verskeie LPWAN-radiotegnologieë werk soos LoRa.

• Tjirp versprei spektrum (CSS)

• Sigfox – Dit is gebaseer op die UNB tegnologie

• LoRa – Dit is 'n gepatenteerde LPWAN-tegnologie wat die chirp spread spectrum radiomodulasie toepas.

• MIoTy – Dit is 'n LPWAN-standaard wat telegramsplitsingstegnologie implementeer.

• Gewigloos – Dit is 'n oop standaard wat die LPWAN-smalbandtegnologie toepas.

Ultra-smal band

Die ultra-smal band (UNB) is 'n modulasie tegnologie wat gebruik word vir LPWAN tegnologie deur verskillende maatskappye soos;

• Sigfox – Dit is gebaseer op UNB-tegnologie.

• Gewigloos – Dit is 'n gewiglose SIG-stel kommunikasiestandaarde.

• NB-Fi-protokol – WAVIoT Company het dit ontwikkel.

Ander

• DASH7 – Dit is 'n modus-tot-ontwikkelingsraamwerk wat draadlose netwerke met lae krag gebruik. Hierdie platform loop oor verskeie draadlose radiostandaarde soos LoRa, LTE, 802.15.4g, en nog vele meer.

• LTE Advanced – Dit is 'n vooruitgang van LTE-infrastruktuur wat deur die 3GPP vir gekoppelde dinge ontwerp is

• MySensors – Dit is 'n doen-dit-self-huisoutomatiseringsraamwerk wat verskeie radio's soos LoRa ondersteun.

• Smalband IoT (NB-IoT) – Dit is 'n 3GPP LPWAN-standaardiseringspoging wat in sellulêre netwerke toegepas word

• Ewekansige fase meervoudige toegang (RPMA) – is 'n LPWAN-standaard wat in GE se AMI-meting gebruik word. Dit is gebaseer op CDMA-tegnologie-variasies vir selfone, alhoewel dit die ongelisensieerde 2.4GHz-spektrum toepas.

• Byron – Dit is van die Taggle Systems in Australië.

• Wi-SUN – Hierdie platform is gebaseer op IEEE 802.15.4g.

LPWAN-tegnologieë en -platforms

LPWAN kern kenmerke

1. Langafstand – In landelike gebiede, die LPWAN-tegnologieë werk aktief in 'n radius van meer as tien kilometer en minder as 'n kilometer in stedelike omgewings. Dit maak operasionele kommunikasie van data in voorheen onuitvoerbare binne- en ondergrondse omgewings moontlik.

2. Lae krag – LPWAN is geoptimaliseer om lae krag te verbruik. Sy transceivers gebruik klein, goedkoop batterye wat kan hou vir tot 20 jaar.

3. Lae koste: Aangesien LPWAN 'n lae bedryfsreeks het, dit minimaliseer infrastruktuurvereistes wanneer dit gekombineer word met 'n stertopologie. Dit verminder die koste van die netwerk aangesien dit ook lisensievry is, of gelisensieerde bands verminder die koste van netwerke.

4. Min toegangspunte – LPWAN benodig minder toegangspunte soos basisstasies en poorte om uitgestrekte streke soos groot stede of lande te dek.

5. Enhanced propagation and penetration – The LPWAN technologies typically operate in an unlicensed spectrum under the Sub-GHz ISM band. Hierdie band het verbeterde voortplantingseienskappe en beter bedekking in stywe gebiede, wat penetrasie deur geboue en mure toelaat.

lpwan voortplanting eienskappe

Wat om te oorweeg wanneer LPWAN's gekoop word

Elke LPWAN IoT-toepassing het definitiewe behoeftes. Oorweeg altyd die volgende faktore om te sertifiseer dat jy die regte LPWAN-tegnologie vir jou IoT-projek kies.

a) Diensgehalte – Die sleutelwaarborg vir 'n uitsonderlike QoS en betroubaarheid van industriële graad is die hoë data-ontvangstempo. Dit word bereik deur die interferensie-immuniteit vir LPWAN-tegnologieë wat op 'n lisensievrye spektrum werk.

b) Skaalbaarheid – Dit is noodsaaklik om 'n uitgebreide netwerkkapasiteit te hê om toekomstige netwerke en 'n ongelooflike aantal eindtoestelle uit te brei. Een hoofwyser om op te let is die aantal toestelle en daaglikse boodskappe wat 'n spesifieke basisstasie kan beheer.

c) Batterylewe – Die verbruik van lae krag verminder die totale eienaarskapskoste aansienlik, en dit help ook om volhoubare besigheidsdoelwitte in afgeleë sensornetwerke te bereik.

d) Mobiliteit – Dit is noodsaaklik om eindnodusse te hê wat data teen hoë spoed oordra, wat groot IoT-toepassings soos vloottelematika en die veiligheid van werkers moontlik maak.

e) Sekuriteit – Maak seker dat jou LPWAN-tegnologie meerlaagkodering het met robuuste verifikasie- en identifikasiestelsels wat data veilig integreer en oordra.

f) Publieke vs private netwerk - Privaat LPWA-stelsels is meer buigsame netwerkdekking en -ontwerp, terwyl openbare LPWA-stelsels gereeld bekommernisse oor dataprivaatheid opper.

g) Behoorlikheid teenoor standaard – Standaardoplossings is beter aangesien dit langtermyn-interoperabiliteit en betroubaarheid met ander IIoT-netwerkkomponente verseker, terwyl dit terselfdertyd die probleme van die toesluit van verskaffers ontduik.

LPWAN kenmerke

Importance of standardization

Een van die hoofpilare van 'n robuuste LPWAN- en IoT-netwerk is standaardisering. Dit gee 'n veeleisende maar duidelike tegniese raamwerk gesertifiseer deur Standaardontwikkelingsorganisasies soos 3GPP, SOEK, IETF, IEEE, en nog vele meer. 'n Gestandaardiseerde tegnologie bied verskillende voordele soos verbeterde gehalte en betroubaarheid, langdurige interoperabiliteit, uitvinding elastisiteit, en universele skaalbaarheid.

Die LPWAN-ryk het twee tegnologieë wat floreer in die standaardiseringspogings.

• Telegram Splitting-tegnologie – Hierdie tegnologie is vir die lae deursetnetwerke en is gesentreer op die ETSI-standaard.

• Cellular LPWAN – This technology is based on the 3DIT MAAK NIE SAAK NIE standards.

LPWAN-standaardisering

Ander industriële alliansies wat standaardgroei ondersteun, is gevestig rondom die eie LPWAN-oplossings. Nietemin, these struggles do not sanction the sustainability of the technology and cannot cover the entire network stack like in the LoRa Alliansie.

Vergelyking tussen gelisensieerde vs ongelisensieerde LPWAN's

Gelisensieerde LPWAN's pas 'n radiospektrum toe wat gelisensieer is en op onbeperkte netwerke werk. Dit ondersteun beide die 3GPP- en GSM-standaarde. Hierdie standaarde verbeter hoe LPWAN-toestelle van een netwerk na die ander beweeg, aangesien dit netwerkmobiliteit vergemaklik. Verder, die gebruik van 'n gelisensieerde LPWAN gee die gekoppelde toestel 'n groter vlak van uitsonderlikheid om aan te sluit. Dit verbeter die betroubaarheid en sekuriteit daarvan. Sommige tipes gelisensieerde LPWAN is Narrowband IoT (NB-IoT) en LTE-M.

Vergelyking tussen gelisensieerde vs ongelisensieerde LPWAN's

Aan die ander kant, die ongelisensieerde LPWAN'e pas 'n ongelisensieerde radiospektrum toe. Dit is bruikbaar deur almal sonder eksklusiwiteit. Ongelisensieerde LPWAN is nie gebou om deurlopende bewegings teen hoë spoed te hanteer nie. In plaas daarvan, dit is geskik vir toepassings soos in gebiede waar 'n ongelisensieerde LPWA-netwerk benodig word vir die enkele aandrywing van koppeltoestelle in daardie streek en plekke waar 'n publieke LPWA-stelsel nie beskikbaar is nie. 'n Voorbeeld van ongelisensieerde LPWAN is LoRaWAN.

Ongelisensieerde LPWAN's

LPWAN vs LoRaWAN: Wat is die voorste tegnologie in die huidige mark?

Tans, die mark van LPWAN is nog in sy beginstadium. Dit word gekenmerk deur 'n hoë mate van 'n netwerkspoor en disintegrasie van die tegnologie wat nog ver van globale tegnologie af is. Nietemin, markontleders stel voor dat dit vinnig saamsmelt rondom 'n paar belangrike tegnologieë. In 2017, die LoRa technology was the global market leader in deploying both public and private networks.

Maar, LoRa sal na verwagting teen die einde van die vinnigste groeiende tegnologie wees 2022. Markontleders verwag dat LoRa NB-IoT oor die aantal gekoppelde toestelle sal verbysteek; vandaar, dit sal waarskynlik die voorste LPWAN-tegnologie word. Aan die ander kant, LoRa sal steeds die voorste verskaffer van 'n private netwerk wees. Both LoRa and NB-IoT represent around 70 % van openbare en private netwerke in die huidige mark. Verder, LoRa sal na verwagting sy markaandeel tot ongeveer verbeter 85% teen die einde van 2027.

lorawan lei in die lpwan-tegnologieë

Beperkings van LPWAN's

Alhoewel die LPWAN-tegnologie aansienlike voordele met die toepassing daarvan inhou, dit het ook 'n paar beperkings. Hierdie beperkings sluit in;

a) LPWAN stuur baie minder data as ander tegnologieë - Die datatempo's van LPWAN-tegnologie wissel meestal van 100bps tot 10s van Kbps. Hierdie lae tariewe maak die tegnologie onvanpas vir matig kragtige toepassings. Toestelle wat voortdurend groot hoeveelhede data tussen die sensors oordra op lae vertragings benodig netwerke met hoër kapasiteit om ten volle te funksioneer.

b) Inmenging en foute – Aangesien die meeste LPWAN-protokolle oor ongelisensieerde LPWAN-frekwensiebande oorgedra word, hulle loop die risiko om foute en steurings te ervaar wanneer hulle data uitruil. Byvoorbeeld, 'n kleinhandelomgewing ervaar soms inmenging wanneer dit RFID-lesers saambestaan ​​in sy instellings.

c) Onderontwikkelde dekking - LPWAN-dekking is relatief onderontwikkel in vergelyking met die ander tegnologieë. Die meeste sellulêre operateurs het uitgebreide netwerke ontwikkel wat die Internet van Dinge geredelik ondersteun. Om LPWAN IoT-toepassings ten volle te ondersteun, sellulêre verskaffers het 'n komplekse obstruksie vooraf wat hulle moet oorkom. Verder, sellulêre operateurs het streng infrastruktuur rigtinggewende beginsels, wat relatief duur is, terwyl LPWAN-operateurs nie onderhewig is aan gesinchroniseerde toringeienskappe nie.

Geskiedenis van LPWAN Technologies

Die bekendstelling van die LPWAN aan die mark kan teruggevoer word na die laat 1980's. Dit was ná die bou van 'n lae datanetwerk deur ADEMCO, gebruik om alarmpanele te monitor. Die Motorola Company het ook ARDIS bekendgestel ('n lae-spoed groot area netwerk) gebruik in transaksienasporing en verkoopsoutomatiseringsprosesse in dieselfde tydperk. Alhoewel hierdie innovasies verskil van huidige LPWAN's, hulle dien steeds as voorgangers van opkomende tegnologie.

Met die bekendstelling van die 2G in die 1990's, meeste sellulêre diensverskaffers kon data saam met stem oor lang afstande oordra. Verder, die vraag na die internet het mettertyd vinnig toegeneem, besighede te druk om verbindingsvermoëns in hul toestelle te omhels. Hierdie tendens het gelei tot die ontstaan ​​van laekoste, laekrag draadlose kommunikasie-oplossings soos LPWAN's.

Onlangs, LPWAN's het as een oplossing verloop. Sigfox was die eerste LPWAN-tegnologieë wat deur 'n Franse maatskappy in die mark bekendgestel is 2009. Die tegnologie was in staat om intydse toepassings meer doeltreffend te inkorporeer as vorige radiotegnologieë. Vandag, die LPWAN van LoRa is gepatenteer en wyd gebruik in meer as 57 lande wêreldwyd.

Later daarna 3 jaar, Semtech het die LPWAN LoRa-protokol bekendgestel wat in verskeie ongelisensieerde bande funksioneer, afhangende van die ligging daarvan. In plaas daarvan dat ontwikkelaars die reeds bestaande infrastruktuur gebruik, hulle kan LoRa gebruik om hul wye area netwerke op te stel. Dit het gelei tot die ontstaan ​​van sommige openbare LoRaWAN-verskaffers soos The Things Network, Bill, en masjien Q.

Tans, verskeie maatskappye installeer LPWAN's vir verskeie toepassings, waar die meeste van hulle aktief aan die LoRa-alliansie deelneem. Die LoRa-alliansie is in Maart gestig 2015 om die triomf van LPWAN-protokolle te bevorder. Dit is 'n liefdadigheidsvereniging met oor 500 organisasie lede.

Bestaan ​​mesh-netwerkgebaseerde LPWAN-tegnologieë?
Kortliks, maasnetwerke kan nie as LPWAN-netwerke gekategoriseer word nie. Maasnetwerke is ontwerp met onderling gekoppelde webnodusse waar elkeen van hulle onafhanklik radioseine uitbrei. Maasnetwerke het drie komponente wat gesamentlik werk om data van een draadlose sensor na die ander oor te dra. Hierdie maasnetwerkkomponente is; poorte, eindpunte, en herhalers. Nietemin, die mesh-tegnologie is energie-onbevoeg en is beter vir gebruik in toestelle wat data oor medium afstande stuur.

gaas lpwan

Die verhouding van LPWANS en IoTs
LPWAN's gaan meer krities raak, aangesien die Internet of Things-ruimte waarskynlik opbloei. Verskeie LPWAN-toestelle in verskeie industrieë en ruimtes werk gesamentlik om hul funksionaliteit te rekenariseer, bedryfskoste te verminder, en styg tot groter produktiwiteitshoogtes.

Daar is 'n behoefte aan draadlose netwerke wat data vinnig oor lang afstande kan oordra terwyl dit minder krag verbruik. Verder, maatskappye wat IoT-toestelle opstel, benodig koste-effektiewe oplossings wat verskeie sensors effektief gelyktydig aan die internet koppel. Of anders, mees opwindende IoT-toepassings sal nie realisties wees nie.

Impak van 5G op LPWAN's
Die volgende rewolusie in kommunikasie van draadlose sellulêre selfoon is 5G. Die tegnologieë beloof uitsonderlike datatariewe teen kostes en vertragings tot die minimum. Dus, as gevolg van die 5G-werkverrigtingvermoëns, die tegnologie sal ongelooflike tegnologiese innovasie oopmaak.

Verder, die 5G-tegnologie sal die konnektiwiteit van IoT geweldig verbeter en die aantal draadlose sensors wat gelyktydig aan die internet en mekaar gekoppel kan word, verbeter. Die belangrikheid van LPWAN-tegnologieë sal waarskynlik toeneem met die verspreiding van die 5G-dekking.

LPWAN-toepassings
Hieronder is die verskillende toepassingsgebruikgevalle van die LPWAN Technologies.

lpwan toepassings

Elektriese meting

LPWANS kan in elektriese meting toegepas word. Maatskappye in die mark vir elektriese meter benodig gewoonlik gereelde kommunikasie, hoë data tariewe, en laer latensies. In wese, hierdie LPWAN elektriese meters benodig nie langdurige batterye of laer energieverbruikkoerse nie, aangesien hulle 'n ononderbroke kragbron het. Vir die elektriese meter maatskappye om onmiddellike besluite soos onderbrekings te neem, vragte, en onderbrekings, hulle benodig 'n intydse rooster vir moniteringsdoeleindes.

Slim boerdery

LPWAN's word ook in die landbou gebruik. Hier, die LPWAN-tegnologie moet sensortoestelle met lang batterylewe hê. Hierdie sensortoestelle verbeter die opbrengs aansienlik en verminder die tempo van waterverbruik. Die toestelle werk ook gereeld die data op wat hulle waarneem wanneer hulle enige verandering in die omgewingstoestande ervaar.

Vervaardiging outomatisering

In die vervaardiging outomatisering, LPWAN's monitor intydse masjinerie, verbeter dus doeltreffendheid deur afstandbeheer toe te laat en verbeter die industriële produksielyn aansienlik. Verskeie tipes kommunikasie en sensorbenodigdhede bestaan ​​in fabrieksoutomatisering. LoRa is 'n perfekte oplossing vir toepassings wat langdurige batterye en laekoste-sensors benodig vir monitering en bateopsporing.

Slim gebou

LPWAN IoT-sensors in slim geboue vir sekuriteit, temperatuur, humiditeit, elektriese proppe, en watervloei word ontplooi om eiendomsbestuurders te waarsku. Hierdie sensors help ook om skade te voorkom en reageer dadelik op eise sonder om noodwendig 'n handmatige boumonitor te hê. Hierdie sensors benodig goedkoop LPWAN Technologies-toestelle met langdurige batterye.

Kleinhandel verkooppuntstasies

LPWAN's word gebruik in verkoopspuntstelsels wat versekerde kwaliteit dienste benodig. Hierdie stelsels hanteer gereelde kommunikasie; daarom is hulle gebou met 'n deurlopende bron van elektriese krag. Hulle vereis sterk 'n lewendige lae latensie wat nie die aantal transaksies wat gemaak word, beperk nie.

Logistieke palet dop

Tans, LPWAN's word toegepas in logistieke palette dop om die ligging en toestande van die produkte te bepaal. Elke logistieke maatskappy moet sy LPWAN Technologies-stelsel hê om te verseker dat hulle gewaarborgde dekking in hul fasiliteite het. Die toepassing van logistieke paletnasporing is 'n perfekte voorbeeld van 'n hibriede-ontplooiingsoplossing. Dit vereis goedkoop toestelle met langdurige batterye en kan maklik op alle voertuie ontplooi word.

Sekuriteit van LPWAN-tegnologieë

Alle LPWAN IoT-infrastruktuur ondervind verskeie sekuriteitsverwante uitdagings. IoT verbreed die aanvalsplatform vanweë sy relatief groot tyd van transmissie en lang verbindingsreekse. Elke tegnologie beveilig sy kommunikasie met sy sekuriteitsmaatreëls aangesien hulle almal die risiko loop van potensiële kwesbaarheid.

Die LoRA hanteer sy sekuriteit deur die AES-128-enkripsiemetode te gebruik. Hierdie tegniek bied veelvuldige enkripsielae in LoRaWAN. LoRa gebruik toepassingsleutels en netwerk om sy pakkies veilig aan die netwerk te beveilig. Die netwerk- en toepassingsessiesleutels word geskep deur die 128 bietjie AES toepassing sleutel (App sleutel).

Die netwerksessiesleutel wat deur die netwerkbediener en eindtoestelle gedeel word, is verantwoordelik vir die generering en verifikasie van die boodskapintegriteitskode wat die boodskap se integriteit waarborg. Verder, die netwerksessiesleutel kan gebruik word om unieke handtekeninge vir elke toestel te ontwikkel. Die toepassingsessiesleutel doen data-enkripsie en -dekripsie. 'n XOR-bewerking enkripteer elke boodskap. Daarby, dit genereer die geënkripteerde loonvrag deur 'n sleutelstroom te gebruik wat deur die netwerk- en toepassingsessiesleutels geskep is, saam met die op- en afskakelboodskapteller.

Lora gee dieselfde boodskaplengte voor en na enkripsie, en dit bied 'n kans aan die kwaadwillige entiteit om die hoofstroom te rekonstrueer uit die boodskappe wat geïnkripteer is. Selfs met die sekuriteitsmeganisme wat vir LoRa-toestelle neergelê is, hierdie toestelle is steeds kwesbaar vir vassteek, wurmgat, en herspeel aanvalle.

lpwan sekuriteit

Die toekoms van LPWAN Technologies

Alhoewel LPWAN's kritieke voordele en moontlikhede het, hulle het steeds verskeie ernstige uitdagings en risikofaktore wat daarmee gepaard gaan. LTE-M en NB-IoT, beide is sellulêre standaarde wat in plek gestel word deur verskeie gevestigde nywerhede soos Nokia en Qualcomm, is een van die belangrikste risiko's vir LPWAN's. Hierdie netwerke kan maklik opgegradeer en in netwerk sellulêre sagteware ontplooi word deur groot operateurs soos Verizon en AT&T met net 'n draai van 'n skakelaar. Dit stel sellulêre maatskappye in staat om hul smalbandtoepassings doeltreffend te diens deur die stem GSM-frekwensies te herraam sonder dat dit noodwendig enige ekstra hardeware benodig.

Wat beter is, is dat hierdie sellulêre maatskappye dit steeds kan verwoord deur dieselfde haalbare pryspunt te gebruik wanneer hulle dit wil doen. Sellulêre maatskappye sal heel waarskynlik LTE-M aan groot maatskappye bemark wat groot hoeveelhede mobiele data en stemdienste gebruik. Soos selverskaffers groot bedrae dollars in selfoonkontrakte insamel, hulle moet steeds goedkoop lae-end datadienste verskaf. Dit kan hulle die geleentheid gee om sommige te steel as hulle dit as hul strategie implementeer. Verkieslik, selverskaffers moet probeer om meer waarde as net datavervoer te bied. As die LoRa Alliance-lede geteikende toepassings ontwikkel, LTE-M-geleenthede kan hulle nooit skuif nie.

Hoe om die regte LPWAN-tegnologieë te bepaal

Dit is noodsaaklik om verskeie faktore in ag te neem wanneer jy die regte LPWAN-tegnologieë vir jou IoT-projek kies. Hierdie drie primêre bekommernisse wat u moet oorweeg, is;

Verbruik van krag

Dit is noodsaaklik om die aantal dae te oorweeg wat jou sensors in die veld sal wees terwyl hulle op batterykrag is. Ook, oorweeg of die toestelle buite gebruik sal word, selfs op winterdae, en hoe gereeld jou sensors nodig sal wees om data oor te dra.

Konnektiwiteit

Hou die reeks in gedagte wat deur kommunikasie gedek word, die hoeveelheid data wat benodig word om elke boodskap te stuur, en die geografiese ligging van die toestelle. Verder, oorweeg of jy verkies om die diens en infrastruktuur van jou netwerk uit te kontrakteer of as jy jou netwerk en die data wat daaroor loop persoonlik sal beheer.

Mobiel of stilstaande

Oorweeg of jou toestelle staties sal wees waar die LPWAN-poortafstand konstant is of as jou toestelle beweegbaar sal wees met hul infrastruktuur wat al die moontlike liggings dek.

Alle LPWAN-netwerke het verskillende sterk- en swakpunte op die koste, krag, en krag. MOKOLoRa has LoRaWAN Solutions for location monitoring,temperatuur- en humiditeitsmonitering wat perfek is vir gebruik in groter gebiede soos plase, kampusse, of stede wat kleinvolume data-uitsendings benodig.

Geskryf deur --
DEEL HIERDIE POS