So wählen Sie die richtige Low Power Wide Area Network-Technologie aus

Priyanka Purbe von Volansys

Die Welt des „Internet der Dinge“ und seine branchenübergreifenden Anwendungen expandieren drastisch. Es verändert die Art und Weise, wie Menschen und Geräte miteinander interagieren, schafft Marktchancen und ermöglicht branchenübergreifende Veränderungen.

Kontinuierliche Weiterentwicklungen verschiedener Technologien machen es dem Benutzer sehr schwer, die beste Technologie für seine spezifischen Bedürfnisse auszuwählen. In diesem Blog, Priyanka Purbe von Volansys diskutiert einige Low Power Wide Area Network-Technologien basierend auf verschiedenen Parametern.

Einige allgemeine Parameter zur Auswahl, das beste Protokoll für die Fernkommunikation sind folgende:

• Art der Branchenanwendung
• Einfacher Zugriff auf Technologie- und Hardwareverfügbarkeit
• RF-Betriebsband
• Datenrate
• Sicherheitsbedenken
• Verfügbarkeit von Technologieunterstützung
• Stromverbrauch

LoRA

LoRa steht für Long Range Radio und ist ein drahtloses Protokoll, das speziell für die Kommunikation mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch entwickelt wurde. Es zielt hauptsächlich auf M2M- und IoT-Netzwerke ab und wurde von Semtech . entwickelt . Diese Technologie ermöglicht es öffentlichen oder mandantenfähigen Netzwerken, die Anzahl der Anwendungen zu verbinden, die im selben Netzwerk ausgeführt werden.

LoRa Alliance wurde gegründet, um LPWAN (Low Power Wide Area Networks) für das IoT zu standardisieren und ist eine gemeinnützige Vereinigung, die Mitglieder aus einer Reihe wichtiger Marktaktionäre wie Cisco, Actility, MicroChip, IBM, STMicro, Semtech, Orange Mobil und viele mehr. Diese Allianz ist der Schlüssel zur Bereitstellung der Interoperabilität zwischen mehreren landesweiten Netzwerken.

LoRa-Geräte bieten Funktionen wie hohe Reichweite, geringer Stromverbrauch und sichere Datenübertragung für IoT-Anwendungen. Diese Technologien bieten eine größere Reichweite als Mobilfunknetze und können von öffentlichen, privaten oder hybriden Netzen verwendet werden. Es lässt sich problemlos in bestehende Infrastrukturen einbinden und ermöglicht kostengünstige batteriebetriebene IoT-Anwendungen.

Zu den Anwendungen für die drahtlose LoRa-Technologie gehören Smart Metering, Bestandsverfolgung, Automatendaten und -überwachung, Automobilindustrie und Versorgungsanwendungen. Diese Technologien sind weit verbreitet und in vielen Systemen integriert, sogar in Computern kleiner Hersteller wie Arduino haben LoRa-Optionen. Dementsprechend ist es sehr einfach, LoRa-Anwendungen sowohl für die Großserienfertigung als auch für speziellere Anwendungen zu entwickeln.

Im Folgenden sind verschiedene technische Parameter für LoRa aufgeführt:

SigFox

SigFox ist ein französischer globaler Netzbetreiber, der derzeit in 19 Ländern eingesetzt wird und 1,2 Millionen km² abdeckt. Es arbeitet mit 868 oder 915 MHz und überträgt sehr kleine Datenmengen sehr langsam (300 b/s) unter Verwendung von binärer Phasenumtastung (BPSK). Es kann eine große Reichweite erreichen und hat allgemeine Eigenschaften, die es für jede IoT-Anwendung gut geeignet machen, die nur kleine Datenmengen erfordert.

SigFox richtet Antennen auf Türmen auf (wie eine Mobilfunkgesellschaft) und empfängt Datenübertragungen von Geräten (wie Parksensoren oder Wasserzähler). Diese Übertragungen verwenden Frequenzen, die nicht lizenziert sind, 915 MHz ISM-Band in den USA; gleiche Frequenz ein schnurloses Telefon verwenden.

Diese Technologie ist für jede Anwendung geeignet, die kleine, seltene Datenbursts senden muss. Dinge wie grundlegende Alarmsysteme, Standortüberwachung und einfache Messung sind Beispiele für Einwegsysteme. Das Signal wird einige Male gesendet, um sicherzustellen, dass die Nachricht mit einigen Einschränkungen übertragen wird, z

Im Folgenden sind verschiedene technische Parameter für SigFox aufgeführt:

LTE-M

LTE-M ist ein Low-Power-Wide-Area-Network (LPWAN)-Funktechnologiestandard, der von 3GPP Release, 13 Standard entwickelt wurde, der Schmalband-IoT (NB-IoT oder LTE Cat NB1) definiert. LTE-M nutzt kostengünstigere Module, ermöglicht eine längere Batterielebensdauer, bietet eine bessere Signaldurchdringung und kann die vorhandene Infrastruktur nutzen.

Mit Uplink- und Downlink-Geschwindigkeiten von 375 kb/s im Halbduplex-Modus unterstützt Cat M1 IoT-Anwendungen mit niedrigem bis mittlerem Datenratenbedarf. Bei gleicher Geschwindigkeit kann LTE Cat M1 Remote-Firmware-Updates over-the-air (FOTA) innerhalb eines machbaren Zeitraums bereitstellen. Dadurch entsteht die bestmögliche IoT-Konnektivitätslösung in Bezug auf Sicherheit, Skalierung und Kosten.

Es hat eine schmale Bandbreite von 1,4 MHz im Vergleich zu 20 MHz für normales LTE, was eine größere Reichweite ergibt. Durch die Verwendung der gleichen Cell-Handover-Funktionen wie bei normalem LTE wird die Mobilität vollständig unterstützt. Roaming ist mit LTE-M möglich, da es für Anwendungen geeignet ist, die über mehrere Regionen hinweg betrieben werden können.

Die Latenz liegt im Millisekundenbereich und bietet Echtzeitkommunikation für zeitkritische Anwendungen. Die Batterielebensdauer beträgt bis zu 10 Jahre, mit einer einzigen Ladung bei kostengünstiger Wartung, auch wenn Endgeräte nicht direkt an das Stromnetz angeschlossen sind.

Smart Building, Smart Cities, Automotive und Transportation, Connected Health, Smart Metering sind die wichtigsten Anwendungen von LTE-M.

Im Folgenden sind verschiedene technische Parameter für LTE-M aufgeführt:

Dieser Diskurs über verschiedene IoT-Protokolle wird bei der Auswahl der besten Protokolle für die Langstreckenkommunikation hilfreich sein, aber aufgrund seiner Abhängigkeit von mehreren Aspekten kann die Entscheidung über die Auswahl der drahtlosen Langstreckenkommunikationstechnologie für Ihre Anwendung immer noch eine Herausforderung darstellen.

Die Autorin ist Priyanka Purbe, Senior Engineer, Volansys

Über den Autor

Priyanka Purbe hat mehr als 5 Jahre Erfahrung in der Firmware-Entwicklung. Derzeit arbeitet sie als Senior Engineer bei Volansys. Ihre Expertise liegt in der Firmware-Entwicklung und -Lösungen.