Low Power Wide Area Network (LPWA)

Low-Power-Wide-Area-Network-Technologie (LPWA; auch als LPWAN bezeichnet) ) ermöglicht es verbundenen Geräten, über große geografische Gebiete mit einer niedrigen Bitrate zu kommunizieren. Es ist ein weit gefasster Begriff für die Vielzahl von Technologien, die verwendet werden, um Sensoren und Controller ohne die Verwendung von herkömmlichem WLAN oder Mobilfunk mit dem Internet zu verbinden.

LPWA begann offiziell durch ein französisches Unternehmen namens Sigfox . (Obwohl es Vorläufer dieser Entwicklung gab, über die Sie hier lesen können.) Sigfox entwickelte ein alternatives Telekommunikationssystem, nachdem festgestellt wurde, dass die Anforderungen an stromsparende IoT-Geräte (IoT) mit geringer Datenrate vom Mobilfunk nur unzureichend erfüllt wurden Netzwerke. Die herkömmliche Mobilfunktechnologie, die beispielsweise für Smartphones verwendet wird, deckt einen weiten Bereich ab und verbraucht übermäßig viel Energie; IoT-Geräte benötigen weniger Strom für kleinere Übertragungspakete. Um den Anforderungen von M2M- und IoT-Geräten besser gerecht zu werden, hat Sigfox eine neue Art von Netzwerktechnologie mit den folgenden Eigenschaften entwickelt:

• Kostengünstige Chipsätze und Netzwerke.
• Lange Akkulaufzeit.
• Eingeschränkte Datenkommunikation.

Die Sigfox-Technologie sendet sehr kleine Datenmengen (12 Byte) sehr langsam (300 Baud) mit Standard-Funkübertragungsverfahren (Phase-Shift-Keying, DBPSK, Going Up und Frequency-Shift-Keying, GFSK, Coming Down). Die große Reichweite wird durch sehr lange und sehr langsame Nachrichten erreicht. Sigfox hat seine proprietäre IoT-Lösung kommerzialisiert und besitzt und betreibt nun ein Netzwerk – hauptsächlich in Europa –, das seine Technologie nutzt.

Heute ist Sigfox nicht die einzige Organisation, die LPWA-Technologie entwickelt. Die LoRa Alliance hat LoRa entwickelt , eine weitere Hochfrequenztechnologie, die ein nicht lizenziertes Funkspektrum verwendet, um eine energiesparende Weitverkehrskommunikation zwischen Geräten zu ermöglichen. LoRa wird ausschließlich von Chips unterstützt, die von Semtech hergestellt werden; Es unterscheidet sich von Sigfox darin, dass es ein Chirp-Spreizspektrum verwendet, während Sigfox Schmalband- (oder Ultra-Schmalband-) -Technologie verwendet. LoRa selbst ist keine LPWA-Lösung, aber LoRaWAN – eine Protokollspezifikation, die auf der LoRa-Technologie basiert – ist es.

Viele Unternehmen, darunter auch Link Labs, haben vom schnellen Wachstum des LPWA-Marktes profitiert, indem sie größere Technologien auf dem LoRa-Chip aufgebaut und alternative Wege zur Verbindung von IoT-Geräten gefunden haben. Alle finden ihre eigene Nische im LPWA-Raum. LoRaWAN und Symphony Link sind zwei der wichtigsten Technologien in der aktiven Entwicklung und Bereitstellung.

• LoRaWAN ist ein offenes Protokoll, das mit dem Modulationsschema von LoRa erstellt wurde und für die Verwendung durch Mobilfunkanbieter entwickelt wurde, die ein unlizenziertes Spektrum verwenden möchten, um mit IOT-Geräten in ihrem Netzwerk zu kommunizieren. Es wurde für große öffentliche Netze mit einem einzigen Betreiber entwickelt.

• Symphonie-Link basiert auch auf der gechirpten Spread-Spectrum-Physical-Layer-Technologie von LoRa; es ist eine alternative Spezifikation zu LoRaWAN, die von Link Labs entwickelt wurde. Link Labs bedient Kunden, die versuchen, verbundene Geräte von Drittanbietern in einem Unternehmen oder einer industriellen Umgebung zu verkaufen.

Im Folgenden gehen wir auf die technischen Unterschiede zwischen der drahtlosen Technologie von Link Labs und LoRaWAN ein und behandeln die erweiterten Funktionen von Symphony Link.

Sehen Sie sich unser Webinar an, um mehr darüber zu erfahren, welche Art von LPWAN-Technologie für Ihren Anwendungsfall geeignet ist.

Symphony Link vs. LoRaWAN

Symphonie-Link ® ist ein von Link Labs entwickeltes drahtloses System. Es wird hauptsächlich von Industrie- und Unternehmenskunden verwendet, die die Bandbreite von LoRa lieben, aber hohe Zuverlässigkeit und erweiterte Funktionen in ihrem LPWA-System benötigen.

LoRaWAN ist ein Protokoll der Media Access Control (MAC)-Schicht, das für Mobilfunknetze, hauptsächlich in Europa, entwickelt wurde.

LoRa-Symbolkodierung

Sowohl Symphony Link als auch LoRaWAN verwenden das LoRa-Modulationsschema von Semtech. Im Wesentlichen ist LoRa eine Wellenform. Es verwendet eine gechirpte Spreizspektrum-Technologie, die mehrere Bits pro Symbol codiert, hat eine integrierte Paketierung und Fehlerkorrektur und arbeitet mit einem großartigen integrierten digitalen Basisband-Signalprozessor namens SX1301. LoRa® ist eine Marke von Semtech. Die Rolle, die LoRa sowohl in LoRaWAN® als auch in Symphony Link® spielt, liegt auf Schicht 1 oder der physikalischen Schicht. Es ist analog zu Frequency Shift Keying oder einer anderen PHY-Technologie in einem anderen System.

OSI-Datenmodell

Die LoRaWAN-Technologie ist mit einem großen und wachsenden Ökosystem von Anbietern nützlich, weist jedoch mehrere Einschränkungen auf, die sie für private Netzwerklösungen ungeeignet machen:

• Paketfehlerraten von über 50% sind üblich, da LoRaWAN ein asynchrones, ALOHA-basiertes Protokoll mit sehr begrenzten Bestätigungen ist. LoRaWAN, Sigfox und andere verwenden eine „Spray-and-Bet“-Methode der Nachrichtenübermittlung, die für die meisten industriellen Anwendungsfälle nicht geeignet ist. Für die meisten Unternehmen, die die gesammelten Daten für Geschäftsanalysen verwenden, ist eine 100-prozentige Bestätigung der Nachricht von entscheidender Bedeutung.

• Nur ein Netzwerk kann in einem Bereich ohne Störungen betrieben werden. In LoRaWAN nutzen alle Gateways, egal wer sie besitzt oder betreibt, die gleichen Frequenzkanäle. Das bedeutet, dass Ihr LoRaWAN-Netzwerk meinen gesamten Datenverkehr sieht und umgekehrt. Mein Server kann Ihre Nachrichten nicht entschlüsseln, aber er frisst trotzdem die Kapazität. Diese Art von Layer-2-Interferenz könnte sehr problematisch sein, da LoRaWAN-Netzwerke skalieren.

• Es ist fast unmöglich, das Gerät zu aktualisieren Firmware über die Luft mit LoRaWAN. LoRaWAN behauptet, Firmware-Upgrades durchführen zu können, aber es erscheint nicht plausibel, wenn man die Zeit (die mehrere Tage oder sogar Wochen betragen kann), die Komplexität (da Sie das Firmware-Upgrade vollständig auf der Anwendungsebene verwalten müssen) zusammenzählen. , und die Auswirkungen auf die Netzwerkleistung (das Senden von vielen Downlinks in einem LoRaWAN-Netzwerk lässt die Paketfehlerrate in die Höhe schnellen, da das Gateway oft überträgt – aber die Knoten wissen das nicht, wenn sie versuchen, Nachrichten zu senden). Alle unsere großen OEM-Kunden wären nicht in der Lage oder unglücklich, mit Firmware auf den Markt zu kommen, die sie zum Upgrade physisch anfassen müssten.

• Es gibt keine echte Multicast-Lösung. Da LoRaWAN den gesamten Datenverkehr sowohl nach oben als auch nach unten eins zu eins verschlüsselt, ist die Implementierung von Multicast für Steuerungssysteme, wie beispielsweise ein Beleuchtungssystem, sehr schwierig.

• LoRaWAN ist auf eine Einschaltdauer von 1% ausgelegt, die von den europäischen ETSI-Anforderungen gesteuert wird, was verhindert, dass LoRaWAN in Systemen verwendet wird, die viele Daten gleichzeitig senden müssen. Da diese Grenze auch für die LoRaWAN-Basisstation gilt, ist ihre Fähigkeit, das Netzwerk zu steuern, Befehle zu senden oder Bestätigungen zu senden, sehr eingeschränkt.

• Einschaltdauerbegrenzungen der LoRaWAN-Architektur verhindern, dass Repeater mit diesem System arbeiten. Für einige Unternehmen sind Repeater jedoch eine Notwendigkeit, da sie dazu beitragen, die Anforderungen an die Netzwerkinfrastruktur zu reduzieren und eine kostengünstige Möglichkeit zur Erweiterung der Funkfrequenzleistung und -skalierung darstellen.

• LoRa ist nicht in der Lage, Leistung und Datenrate in Echtzeit zu kontrollieren. Sein Dynamikbereich im Kanal ist auf etwa 20 dB begrenzt; Aufgrund von Problemen mit dem Dynamikbereich verhindert ein Sender, der sich in der Nähe der Basisstation befindet, dass der Knoten weiter entfernt gehört wird. Und da es in LoRaWAN nur wenige Quittungen gibt, würden diese Nachrichten verloren gehen. (Wenn in Zukunft große öffentliche LoRaWAN-Netzwerke mit vielen Basisstationen in Reichweite gebaut werden, würde dieser Effekt etwas abgemildert.) LoRaWAN hat auch eine adaptive Datenrate (ADR), aber da sie vom Server gesteuert wird, wenn die Link plötzlich verblasst, der Server hat keine Möglichkeit, ihm mitzuteilen, dass er die Streuungsfaktoren ändern soll, um dies zu kompensieren.

• LoRaWAN-Sicherheitslücken stellen für die meisten Benutzer kein signifikantes Risiko dar, aber die Verwendung von vorinstallierten Schlüsseln und Identitäten schafft Sicherheitslücken.

• Jeder, der ein öffentliches LoRaWAN-Netzwerk betreibt, muss von der LoRa Alliance eine NetID erhalten. Da diese nur für Contributor-Mitglieder und höher verfügbar sind, planen Sie 20.000 USD pro Jahr für die Nutzung von LoRaWAN ein.

Die LoRa Alliance arbeitet hart daran, die Technologie zu verbessern, aber ab sofort ist LoRaWAN am besten für Kunden geeignet, die Lösungen für die Verbindung mit öffentlichen LoRaWAN-Netzwerken entwickeln möchten. Für private Netzwerke empfehlen wir unseren Kunden dringend, Symphony Link zu verwenden.

Gründe, warum Kunden Symphony Link® anstelle von LoRaWAN® wählen

Garantierter Nachrichtenempfang.

Ein gewisser Prozentsatz unbestätigter Nachrichten ist für einige Zählerablesungsanwendungen in Ordnung, aber für Industrie- oder Unternehmenssensornetzwerke oder Steuerungssysteme ist 0 % PER erforderlich. Wir haben viele Symphony Link-Kunden, von Fortune-100-Unternehmen bis hin zu Start-ups, die versucht haben, auf LoRaWAN aufzubauen, aber gescheitert sind. Der Symphony Link MAC bestätigt jede Nachricht, sowohl nach oben als auch nach unten.

Firmware Over-the-Air.

Mit Symphony Link können Sie die Host-Firmware auf Ihrem Gerät aktualisieren, nachdem es in Betrieb genommen wurde. Dies ist zu Beginn der IOT-Evolution ein großer Vorteil, da Kunden so schneller und mit weniger Risiko auf den Markt kommen können. Für viele Kunden ist dies der wichtigste Grund, Symphony Link zu verwenden.

Keine Einschaltdauerbegrenzung.

In Europa verwendet Symphony Link das Frequency Hopping Listen-Before-Talk plus adaptives Frequenzagilitätsband, das die Duty-Cycle-Grenze aufhebt. Im 900-MHz-Band gibt es keine Duty-Cycle-Grenze. Außerdem können Endgeräte unter Verwendung eines vollständigen Frequenzsprungverfahrens bis zu 1 W im 900-MHz-Band übertragen. Dies ist ideal für wechselstrombetriebene Geräte wie Stromzähler und Lampen.

Repeater.

Da Symphony Link ein synchrones Protokoll ist, ermöglichen Repeater Benutzern, die Reichweite des Netzwerks drastisch zu erweitern, ohne die Latenz zu beeinträchtigen. Repeater kosten um ein Vielfaches weniger als ein Access Point im Freien und ermöglichen es Symphony Link-Kunden, größere Gebiete abzudecken, ohne zusätzliche Tausende für die Infrastruktur auszugeben. Sie sind auch sehr energieeffizient, sodass Repeater solar- oder batteriebetrieben werden können.

Servicequalität.

Mit Symphony Link hat das Gateway die Kontrolle über das Netzwerk, das es erstellt. Wir haben ein Quality-of-Service-Tiering-System implementiert, damit Knoten mit wichtigem Datenverkehr Vorrang vor Geräten mit geringerer Priorität haben. Sie möchten nicht, dass ein Alarm mit einem Wasserzähler um Kanalzugang konkurrieren muss.

Keine Konfiguration pro Gerät.

Das wahrscheinlich größte Problem bei der Verwendung von LoRaWAN ist die komplizierte Verwaltung mehrerer Verschlüsselungsschlüssel pro Gerät sowohl zum Zeitpunkt der Geräteproduktion als auch auf der Serverseite. Mit Symphony Link ist die Host-Gerätekonfiguration für alle Geräte desselben Typs gleich, und der Schlüsselaustausch wird über unsere erstklassige PKI-basierte Diffie Hellman AES-Architektur abgewickelt.

Echtzeitsteuerung von Leistung und Datenrate.

In Symphony Link berechnet ein Endgerät vor jeder Übertragung den Reverse Link zum Gateway und passt seine Sendeleistung und Spreizfaktor bzw. Modulationsrate entsprechend an. Auf diese Weise haben Knoten im gesamten Netzwerk ein ausgewogenes Link-Budget. Nahe Knoten senden leise und schnell, und entfernte Knoten senden laut und langsam. Und bei ADR in Symphony Link geht es um die Optimierung von Leistung und Zuverlässigkeit. Symphony Link ADR optimiert sofort die Kapazität noch besser als LoRaWAN.

Keine Sicherheitslücken.

Mit Symphony Link und der Verwendung einer Public Key Infrastructure (PKI) gilt der drahtlose Funkkanal nach NSA-Standards als unzerbrechlich. PKI verhindert auch Spoofing und sichert die Identität der Infrastruktur.

Koexistenz mehrerer Gateways und Abschwächung von Interferenzen.

Symphony Link verwendet eine dynamische Kanalmaske, die vom Gateway gesteuert wird, um möglichst wenige Kollisionen zu gewährleisten. In den USA nutzt Symphony Link 28-mal mehr Spektrum als LoRaWAN und in Europa siebenmal mehr.

Höhere Kapazität.

Durch die Verwendung asynchroner Funktionen wie Slotting und Uplink-/Downlink-Koordination hat ein Symphony Link-Netzwerk die vierfache Kapazität von LoRaWAN. Und wenn Sie dies mit Servicequalität verbinden, ist Symphony Link eine viel robustere Wahl für Benutzer, die es benötigen.

Multicasting.

Symphony Link implementiert Multicast-Sitzungsschlüssel, mit denen Gruppen von Geräten angesprochen werden können. Durch logisches Gruppieren von Knoten können Sie sie so steuern, wie es für Ihre Anwendung sinnvoll ist. Wenn es sich beispielsweise um die Lichtsteuerung handelt, können Sie 10 Knoten gruppieren und auf diese Weise Nachrichten senden und empfangen. Dies ermöglicht es Symphony Link auch, Firmware drahtlos zu übertragen.

Keine Kosten im Zusammenhang mit einer Netzwerk-ID.

Für den Betrieb eines Symphony Link-Netzwerks ist keine Netzwerk-ID der LoRa Alliance erforderlich. Symphony Link stört LoRaWAN nicht und umgekehrt.

Darüber hinaus gibt es weitere einzigartige Funktionen von Symphony Link, die für eine Untergruppe von Benutzern von entscheidender Bedeutung sind, wie z. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Abschnitt Anwendungsfälle von Symphony Link weiter unten.

Symphony Link-Protokollbeschreibung

Angenommen, wir haben gerade unser Symphony Link-Gateway aktiviert. Als erstes scannt es das Band und erstellt ein Interferenzprofil. (Beachten Sie, dass das System bei 900 MHz so arbeitet. Für 868 ist der Betrieb etwas anders, da der Beacon-Kanal fest ist, aber ein TDMA-Schema verwendet.)

Sobald der Interferenz-Scan abgeschlossen ist, wählt das Gateway einen 500-kHz-Kanal für seinen Downlink (125 kHz für Europa) und hört dann auf diesen Kanal, um sicherzustellen, dass dort kein schwacher LoRa-Verkehr vorhanden ist, der auf ein anderes weiter entferntes Symphony Link-Gateway hinweisen würde hat denselben Kanal gewählt. Beachten Sie auch, dass dies der automatische Kanalauswahlmodus ist; Der Benutzer kann den Kanal auch manuell über die Netzwerkmanageroberfläche unserer Netzwerkmanagementsoftware einstellen.

Dieser Kanal wird also gewählt und das System beginnt alle zwei Sekunden mit der Übertragung. Diese Nachricht kann als Beacon oder Frame-Header bezeichnet werden. Dieser Frame-Header enthält mehrere wichtige Informationen.

Zunächst wird diese Nachricht mit der Netzwerk-ID verschlüsselt. Auf diese Weise kann ein Kunde sein Netzwerk „privat“ und für andere Symphony Link-Benutzer unbrauchbar machen. Dies ist einer der beiden Parameter, die auf dem Endgerät konfiguriert sind, der andere ist das Application Token, das den Datenfluss des Geräts identifiziert.

Die zweite Information ist die Uplink/Downlink-Zeitgrenze. Dies teilt den Knoten, die während dieses Frames wach sind, mit, wann das Gateway mit der Übertragung fertig ist. Da es sich bei LoRa um eine Halbduplex-Technologie handelt, ist es wichtig, Up/Down-Kollisionen zu vermeiden, die bei LoRaWAN sehr verbreitet sind. (Ein LoRaWAN-Gateway muss innerhalb eines festen Zeitrahmens auf die Anfrage eines Knotens nach Bestätigung oder Downlink antworten. Jede während dieser Zeit gesendete LoRaWAN-Nachricht wird vom Gateway nicht empfangen. Das Anfordern weiterer Bestätigungen in LoRaWAN verschlimmert das Problem nur exponentiell.)

Eine dritte Information sind die Uplink-Kanalfrequenzen des bevorstehenden Uplink-Frames. Da Symphony Link ein „Block-Hopping“-Uplink-Verfahren verwendet, bei dem die Empfängerbank in jedem Frame hüpft, müssen den Knoten mitgeteilt werden, wo sich diese Kanäle befinden. Auf diese Weise kann Symphony Link auch so viele weitere Netzwerke gleichzeitig störungsfrei senden. Da das Gateway den Knoten außerdem mitteilt, welche Kanäle verfügbar sind, kann Symphony Link ein 1-Kanal-, 8-Kanal- oder 64-Kanal-Gateway haben – dem Endknoten ist das egal. Ein Repeater oder ein kostengünstiges Single-Channel-Gateway kann die gleichen Funktionen in das Netzwerk einbringen wie ein größeres Gateway, mit dem einzigen Unterschied in der Uplink-Kapazität. Außerdem gibt es den zusätzlichen Vorteil, dass der Endknoten das Vorhandensein eines Netzwerks passiv erkennen kann, sogar über 868 und 915. Ein LoRaWAN-Endknoten muss blind senden, um zu sehen, ob ein Netzwerk antwortet, um zu wissen, ob dort ein Netzwerk vorhanden ist oder nicht; das kann viel Energie verbrennen.

Das Gateway sendet auch eine Dienstgütestufe für diesen Frame, sodass weniger wichtige Knoten warten können, bevor sie übertragen, wenn das Netzwerk überlastet ist.

Schließlich überträgt das Gateway das komprimierte Bestätigungspaket, das eine Bestätigung für alle Nachrichten im vorherigen Rahmen enthält. In LoRaWAN erfolgen die Bestätigungen immer eins zu eins, und wenn Sie diesen Nachrichten die LoRa-Präambel hinzufügen, sind sie ein riesiges Bandbreitenfresser. Durch die Komprimierung von ACKs in eine Nachricht sparen wir viel Zeit bei der Übertragung über LoRaWAN.

Es gibt zusätzliche Informationen, die Knoten für Transaktionen mit dem Netzwerk benötigen, die in der Infoblocknachricht enthalten sind und alle acht Frames vom Gateway übertragen werden. Informationen über regulatorische Leistungsgrenzen und Sendeleistung des Gateways sind für Knoten wichtig, da sie ihre Leistung und ihren Spreizfaktor für jede Übertragung berechnen. Wenn ein Netzwerk Zuverlässigkeit gegen Kapazität eintauschen muss, kann der Infoblock die Knoten auch anweisen, zusätzliche Signalmargen auf ihre adaptive Leistungs- und Datenratenberechnung anzuwenden. Die Softwareversion des Gateways wird ebenfalls übertragen, um eine Fehlanpassung der Fähigkeiten zwischen dem Endknoten und dem Gateway zu verhindern. Die Infoblock-Nachricht kann auch den Listen-before-talk-Modus in den Knoten ein- oder ausschalten, der nur für den Betrieb in Europa und Japan benötigt wird. Außerdem teilt der Info-Block den Knoten mit, ob er mit der Netzwerkmanagement-Cloud verbunden ist oder nicht, und somit, ob der PKI-Server für die öffentliche Schlüsselquelle verwendet werden kann und ob sich der Knoten registrieren muss, bevor er dem Netzwerk beitritt. Dadurch können einige Netzwerke vollständig vom Internet getrennt betrieben werden.

Nehmen wir an, ein Knoten möchte eine Uplink-Nutzlast an das Gateway übertragen. Da es sich um ein Low-Power-Netzwerk handelt, war es für einige Zeit vollständig im Ruhezustand und im Leerlauf. Es wird aufwachen und seinen Empfänger auf die Frequenz einstellen, auf der es das Gateway zuletzt gehört hat. Es geht von einem Quarz-Offset im ungünstigsten Fall aus und beginnt daher einige Millisekunden vor dem Beginn der Gateway-Frame-Header-Präambel mit dem Abhören.

Es sollte dann die Frame-Header-Nachricht erkennen und verarbeiten. Es lernt, wann das Uplink-Fenster startet und welche Frequenzen verfügbar sind.

Dann schläft er für den Rest der Downlink-Periode, es sei denn, es handelt sich um einen „Downlink Always on“-Knoten, was ich gleich erklären werde.

Sobald der Downlink-Teil des Frames vorbei ist, stellt er sich auf eine zufällige Frequenz aus dem Satz ein, den das Gateway gerade angekündigt hat. Innerhalb des verbleibenden Frames befindet sich eine Reihe von Zeitschlitzen, die jeweils 10 Bytes der Nachrichtennutzlastlänge plus einer Listen-before-talk-Periode ausmachen.

Der Knoten berechnet an dieser Stelle die Leistung und den Spreizfaktor, die benötigt werden, um die Verbindung zurück zum Gateway zu schließen. Nehmen wir an, das Signal ist relativ stark, also wählt es Spreizfaktor 7 und 0 dBm Sendeleistung.

Dieser Knoten hat eine 37-Byte-Nachricht zu übertragen, daher benötigt er 4 Sub-Frame-Slots.

Nun spielt die Servicequalität des Knotens an dieser Stelle eine wichtige Rolle. Angenommen, das Gateway unterdrückt Knoten mit dieser QOS nicht, dann bestimmt die QOS, wie viel Prozent der Zeitschlitze ein Knoten beanspruchen kann. Eine hohe Dienstqualität wählt jedes Mal 4 Sub-Frame-Slots aus.

Bei der niedrigsten QOS darf ein Knoten nur einen Sub-Frame-Slot pro Frame verwenden, es würden also 4 Frames dauern, um 37 Bytes aus der Tür zu bekommen.

Aber nehmen wir an, die QOS liegt in der Mitte, z. B. 8, im QOS-Bereich von 0-15. Es wählt also 4 Slots aus.

Es geht dann wieder in den Ruhezustand und weckt den Frame nach dem nächsten wieder auf, um die Bestätigung zu erhalten. Wenn es eine Kollision mit einem der 4 Unterpakete gab, würden nur 3 bestätigt und der Knoten würde das fehlende Unterpaket in diesem Rahmen erneut übertragen.

Da die Symphony Link-MTU oder die maximale Sendenutzlastlänge 256 Byte beträgt, kann es bis zu 26 Slots dauern, um eine große Nachricht im Uplink zu übertragen. Das Schöne ist, dass verpasste Slots automatisch vom Modul nachgesendet werden. Wenn Sie in LoRaWAN mehr als etwa 12 Byte senden möchten, müssen Sie Wiederholungen und die Paketierung auf der Anwendungsebene handhaben. Denken Sie nur daran, wie schwierig es wäre, dies für mehr als ein paar Knoten zu implementieren.

Ein Repeater in Symphony Link funktioniert, indem er ein Beacon, einen Downlink, einen Uplink und eine Übertragungsnachricht in den Uplink-Teil eines normalen Symphony-Frames einfügt. Dies liegt daran, dass die Modulationsrate oder der Spreizfaktor von Repeatern 2x schneller ist als das Gateway. Dies gibt 3 dB der Verbindung auf, aber dies ist für Repeater nicht wirklich wahrnehmbar, die dem Netzwerk eine enorme Abdeckung hinzufügen können. Während Repeater viel weniger Kapazität haben als das Gateway, kann ein einzelnes Gateway Dutzende von Repeatern hosten. Dies ist eine großartige Architektur, um große Flächen kostengünstig abzudecken.

Dies sind nur die Grundlagen der Funktionsweise von Symphony Link. Es gibt viele weitere Funktionen wie Firmware-Übertragungen, Multicast und Schlüsselaustausch, aber die oben genannten sollten Ihnen eine gute Vorstellung von der grundlegenden Systemarchitektur geben.

Symphony Link-Anwendungsfälle

Link Labs-Kunden verwenden Symphony Link in einer Vielzahl von Unternehmens- und Industrieumgebungen. Ein Beispiel für einige aktuelle Anwendungsfälle sind:

• GPS-Asset-Tracking von Golfwagen auf einem Golfplatz. Mobilfunklösungen funktionieren in diesen Fällen gut, haben jedoch eine hohe monatliche wiederkehrende Gebühr. In diesem Anwendungsfall ist die adaptive Datenrate in Echtzeit wichtig, da sich der Kanal beim Herumfahren eines Golfwagens dramatisch ändert. Um gut zu funktionieren, muss das Tracking-Gerät die Fähigkeit haben, den Leistungspegel und die Streuungsfaktor-Modulationsrate in Echtzeit zu aktualisieren, wenn der Kanal ein- und ausblendet.
• Nachfragesteuerung im öffentlichen Wohnungsbau. Warmwasserbereiter können mit DR-Reglern nachgerüstet werden, die über das Symphony Link-System gesteuert werden. Warmwasserbereiter senden Nutzungsinformationen in Echtzeit an das Gateway; Wenn ein Demand-Response-Signal aus dem Internet das Gateway erreicht, kann es einige oder eine Teilmenge dieser Warmwasserbereiter in weniger als zwei Sekunden ausschalten.
• Energiemonitoring für Gewerbegebäude. Ein Link Labs-Modul ist mit einem Impulszählsensor verbunden, der in Schalttafeln in großen Gebäuden eingesetzt wird. Mit einem Zugangspunkt in einem Gebäude können Sie Dutzende an Hunderte von Subservice-Panels im gesamten Gebäude anschließen, um den Stromverbrauch zu überwachen.

Darüber hinaus ist Symphony Link die einzige LPWAN-Technologie, die in Anwendungsfällen wie diesen funktioniert:

• Steuerung sperren
• Nachfrageantwort
• Industrielle Steuerungssysteme
• Beleuchtungssteuerung
• Alarmsysteme
• Physische Sicherheit

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Bei Link Labs haben wir bei der Entwicklung von Lösungen für alles geholfen, von einfachen Temperaturfühlern bis hin zu Multisensor-GPS-Beschleunigungsmessern für komplizierte Asset-Tracking-Systeme. Wenn Sie sehen möchten, wie Symphony Link für Ihren Anwendungsfall funktionieren könnte, vereinbaren Sie noch heute eine kostenlose Demo der Technologie. Wir zeigen Ihnen, wie es für Ihre LPWA funktioniert; wie man ein Gateway und ein Entwicklungskit in Symphony Conductor einrichtet; und überprüfen Sie Integrationsschritte, Leistungsbudgets und Reichweite. Oder bei Fragen zur Technik einfach melden.