LPWAN (jaringan area luas daya rendah) teknologi menggunakan telekomunikasi nirkabel untuk mengirimkan data melalui jaringan area luas. Teknologi ini dirancang khusus untuk memungkinkan transmisi komunikasi jarak jauh dengan kecepatan bit rendah. Kedua fitur ini membedakan teknologi LPWAN dari WAN nirkabel lain yang menggunakan lebih banyak daya dan membawa lebih banyak data saat terhubung ke pengguna. Kecepatan data LPWAN berkisar dari 0.4 Kbit/s ke 40 Kbit/s per frekuensi.
Selain LPWAN digunakan untuk membuat jaringan sensor nirkabel pribadi, mereka juga dapat digunakan sebagai infrastruktur pihak ketiga yang memungkinkan pengguna sensor untuk memasangnya di lapangan tanpa harus memasang teknologi gateway LPWAN.
Di MOKOLoRa, kami agnostik teknologi. Kami akan mempertimbangkan proyek LPWAN vs LoRaWAN IoT Anda secara holistik dan merekomendasikan teknologi yang paling tepat untuk aplikasi Anda.
Beberapa standar dan penjual yang bersaing untuk teknologi LPWAN adalah:
• DASH7 – is a bi-directional firmware standard with a low latency that works over several LPWAN radio technologies such as LoRa.
• Chirp spread spectrum (CSS)
• Sigfox – It is based on the teknologi UNB
• LoRa – It is a patented LPWAN technology that applies the chirp spread spectrum radio modulation.
• MIoTy – It is an LPWAN standard that implements telegram splitting technology.
• Weightless – It is an open standard that applies the LPWAN narrowband technology.
Pita ultra-sempit
Pita ultra-sempit (UNB) adalah teknologi modulasi yang digunakan untuk teknologi LPWAN oleh berbagai perusahaan seperti:;
• Sigfox – It is based on UNB technology.
• Weightless – It is a Weightless SIG set of communication standards.
• NB-Fi Protocol – WAVIoT Company developed it.
Yang lain
• DASH7 – It is a mode to development framework that uses wireless networks with low power. Platform ini menjalankan beberapa standar radio nirkabel seperti LoRa, LTE, 802.15.4G, dan masih banyak lagi.
• LTE Advanced – It is an advancement of LTE infrastructures designed by the 3GPP for connected things
• MySensors – It is a do-it-yourself home automation framework that supports various radios such as LoRa.
• NarrowBand IoT (NB-IoT) – It is a 3GPP LPWAN standardization effort applied in cellular networks
• Random phase multiple access (Rpma) – is an LPWAN standard used in GE’s AMI metering. Ini didasarkan pada variasi teknologi CDMA untuk telepon seluler, meskipun itu menerapkan spektrum 2.4GHz tanpa izin.
• Byron – It is from the Taggle Systems in Australia.
• Wi-SUN – This platform is based on IEEE 802.15.4g.
1. Long-range – In rural areas, teknologi LPWAN secara aktif bekerja dalam radius lebih dari sepuluh kilometer dan kurang dari satu kilometer di perkotaan. Ini memungkinkan komunikasi operasional data dalam pengaturan interior dan bawah tanah yang sebelumnya tidak layak.
2. Low power – LPWAN is optimized to consume low power. Transceivernya menggunakan yang kecil, baterai murah yang bisa bertahan hingga 20 bertahun-tahun.
3. Biaya rendah: Karena LPWAN memiliki jangkauan operasi yang rendah, itu meminimalkan kebutuhan infrastruktur ketika dikombinasikan dengan topologi star. Ini mengurangi biaya jaringan karena juga bebas lisensi, atau pita berlisensi mengurangi biaya jaringan.
4. Few access points – LPWAN needs fewer access points like base stations and gateways to cover vast regions like big cities or countries.
5. Enhanced propagation and penetration – The LPWAN technologies typically operate in an unlicensed spectrum under the Sub-GHz band ISM. Pita ini telah meningkatkan sifat propagasi dan cakupan yang lebih baik di area yang sempit, memungkinkan penetrasi melalui bangunan dan dinding.
Setiap aplikasi LPWAN IoT memiliki kebutuhan yang pasti. Selalu pertimbangkan faktor-faktor berikut untuk menyatakan bahwa Anda memilih teknologi LPWAN yang tepat untuk proyek IoT Anda.
A) Service quality – The key guarantee to an exceptional QoS and industrial-grade reliability is the high data reception rate. Ini dicapai dengan kekebalan interferensi untuk teknologi LPWAN yang bekerja pada spektrum bebas lisensi.
B) Scalability – It is essential to have an extensive network capacity to expand future networks and an incredible number of end devices. Satu petunjuk utama yang perlu diperhatikan adalah jumlah perangkat dan pesan harian yang dapat dikontrol oleh stasiun pangkalan tertentu.
C) Battery life – Consumption of low-power considerably minimizes the total ownership cost, dan juga membantu dalam mencapai tujuan bisnis yang berkelanjutan dalam jaringan sensor jarak jauh.
D) Mobility – It is essential to have end nodes that transmit data at high speeds, memungkinkan aplikasi IoT utama seperti telematika armada dan keselamatan pekerja.
e) Security – Ensure that your LPWAN technologies has multi-layer encryption with robust authentication and identification systems that safely integrate and transmit data.
F) Public vs private network – Private LPWA systems are more flexible network coverage and design, sementara sistem LPWA publik secara teratur mengangkat masalah privasi data.
G) Propriety vs standard – Standard solutions are better as they ensure long-term interoperability and reliability with other IIoT network components while at the same time evading the problems of vendor lock-in.
Salah satu pilar utama jaringan LPWAN dan IoT yang kuat adalah standarisasi. Ini memberikan kerangka teknis yang menuntut tetapi jelas yang disertifikasi oleh Organisasi Pengembangan Standar seperti 3GPP, CARI, IETF, IEEE, dan masih banyak lagi. Teknologi standar menawarkan berbagai manfaat seperti peningkatan kualitas dan keandalan, interoperabilitas jangka panjang, elastisitas penemuan, dan skalabilitas universal.
Ranah LPWAN memiliki dua teknologi yang berkembang dalam upaya standardisasi.
• Telegram Splitting technology – This technology is for the Low Throughput Networks and is centred on the ETSI standard.
• Cellular LPWAN – This technology is based on the 3GPP standar.
Aliansi industri lain yang mendukung pertumbuhan standar telah didirikan di sekitar solusi LPWAN yang dipatenkan. Namun demikian, perjuangan ini tidak mendukung keberlanjutan teknologi dan tidak dapat mencakup seluruh tumpukan jaringan seperti di Aliansi LoRa.
LPWAN berlisensi menerapkan spektrum radio yang berlisensi dan bekerja pada jaringan yang tidak dibatasi. Ini mendukung standar 3GPP dan GSM. Standar ini meningkatkan cara perangkat LPWAN menjelajah dari satu jaringan ke jaringan lain karena memfasilitasi mobilitas jaringan. lebih-lebih lagi, menggunakan LPWAN berlisensi memberi perangkat yang terhubung tingkat kekhususan yang lebih besar untuk terhubung. Ini meningkatkan keandalan dan keamanannya. Beberapa jenis LPWAN berlisensi adalah Narrowband IoT (NB-IoT) dan LTE-M.
Di samping itu, LPWAN yang tidak berlisensi menerapkan spektrum radio yang tidak berlisensi. Ini dapat digunakan oleh semua orang tanpa eksklusivitas. Unlicensed LPWAN isn’t built to handle continuous movements at high speeds. Sebagai gantinya, sangat cocok untuk aplikasi seperti di area di mana jaringan LPWA tanpa izin diperlukan untuk drive tunggal perangkat penghubung di wilayah tersebut dan tempat di mana sistem LPWA publik tidak tersedia. Contoh LPWAN yang tidak berlisensi adalah LoRaWAN.
Saat ini, pasar LPWAN masih dalam tahap awal. Hal ini ditandai dengan tingginya tingkat jejak jaringan dan disintegrasi teknologi yang masih jauh dari teknologi global. Namun demikian, analis pasar mengusulkan bahwa ini segera menggabungkan beberapa teknologi yang signifikan. Di dalam 2017, NS teknologi LoRa adalah pemimpin pasar global dalam menyebarkan jaringan publik dan swasta.
Namun, LoRa diharapkan menjadi teknologi dengan pertumbuhan tercepat pada akhir 2022. Analis pasar memperkirakan LoRa akan menyalip NB-IoT pada jumlah perangkat yang terhubung; karenanya, kemungkinan akan menjadi teknologi LPWAN terkemuka. Di samping itu, LoRa akan tetap menjadi penyedia jaringan pribadi terkemuka. Keduanya LoRa dan NB-IoT mewakili sekitar 70 % jaringan publik dan pribadi di pasar saat ini. lebih-lebih lagi, LoRa diharapkan dapat meningkatkan pangsa pasarnya menjadi sekitar 85% pada akhir 2027.
Meskipun teknologi LPWAN memiliki manfaat yang signifikan dengan penerapannya, itu juga memiliki beberapa keterbatasan. Keterbatasan ini termasuk;
A) LPWAN transmits much less data than other technologies – The data rates of LPWAN technologies mostly range from 100bps to 10s of Kbps. Tarif rendah ini membuat teknologi tidak sesuai untuk aplikasi yang cukup kuat. Perangkat yang terus-menerus mentransfer data dalam jumlah besar antar sensor pada latensi rendah memerlukan jaringan berkapasitas lebih tinggi untuk berfungsi sepenuhnya.
B) Interference and errors – As most LPWAN protocols are conveyed over unlicensed LPWAN frequency bands, mereka berisiko mengalami kesalahan dan gangguan saat bertukar data. Contohnya, lingkungan ritel terkadang mengalami gangguan ketika memiliki pembaca RFID yang hidup bersama dalam pengaturannya.
C) Underdeveloped coverage – LPWAN coverage is comparatively underdeveloped compared to the other technologies. Sebagian besar operator seluler telah mengembangkan jaringan luas yang siap mendukung Internet of Things. Untuk mendukung sepenuhnya aplikasi LPWAN IoT, penyedia seluler memiliki hambatan kompleks yang harus mereka atasi. lebih-lebih lagi, operator seluler memiliki prinsip panduan infrastruktur yang ketat, yang harganya relatif mahal, while LPWAN operators aren’t subject to synchronized tower properties.
Pengenalan LPWAN ke pasar dapat ditelusuri kembali ke akhir 1980-an. Ini terjadi setelah pembangunan jaringan data rendah oleh ADEMCO, digunakan untuk memantau panel alarm. Perusahaan Motorola juga memperkenalkan ARDIS (jaringan area luas berkecepatan rendah) digunakan dalam pelacakan transaksi dan proses otomatisasi penjualan dalam periode yang sama. Meskipun inovasi tersebut berbeda dengan LPWAN saat ini, mereka masih berfungsi sebagai pendahulu teknologi baru.
Dengan diperkenalkannya 2G pada 1990-an, sebagian besar operator seluler dapat mengirimkan data bersama dengan suara jarak jauh. lebih-lebih lagi, permintaan internet meningkat pesat dari waktu ke waktu, mendorong perusahaan untuk merangkul kemampuan konektivitas di perangkat mereka. Tren ini menyebabkan munculnya biaya rendah, solusi komunikasi nirkabel berdaya rendah seperti LPWAN.
Baru-baru ini, LPWAN telah menjadi salah satu solusi. Sigfox adalah Teknologi LPWAN pertama yang diperkenalkan di pasar oleh Perusahaan Prancis di 2009. Teknologi ini mampu menggabungkan aplikasi waktu nyata secara lebih efisien daripada teknologi radio sebelumnya. Hari ini, LPWAN LoRa dipatenkan dan digunakan secara luas di lebih dari 57 negara secara global.
Nanti setelah 3 bertahun-tahun, Semtech memperkenalkan protokol LPWAN LoRa yang beroperasi di beberapa band tidak berlisensi tergantung pada lokasinya. Alih-alih pengembang menggunakan infrastruktur yang sudah ada, mereka dapat menggunakan LoRa untuk mengatur jaringan area luas mereka. Hal ini menyebabkan munculnya beberapa penyedia LoRaWAN publik seperti The Things Network, Tagihan, dan mesinQ.
Saat ini, berbagai perusahaan memasang LPWAN untuk beberapa aplikasi, di mana sebagian besar dari mereka berpartisipasi aktif dalam Aliansi LoRa. Aliansi LoRa didirikan pada bulan Maret 2015 untuk mempromosikan kemenangan protokol LPWAN. Ini adalah asosiasi amal dengan over 500 anggota organisasi.
Apakah Teknologi LPWAN berbasis jaringan mesh ada??
Secara singkat, jaringan mesh tidak dapat dikategorikan sebagai jaringan LPWAN. Jaringan mesh dirancang dengan node web yang saling berhubungan di mana masing-masing node secara independen memperluas sinyal radio. Jaringan mesh memiliki tiga komponen yang bekerja bersama untuk mengirimkan data dari satu sensor nirkabel ke sensor lainnya. Komponen jaringan mesh ini adalah; gerbang, titik akhir, dan repeater. Namun demikian, teknologi mesh tidak kompeten dalam energi dan lebih baik untuk digunakan pada perangkat yang mengirim data melalui jarak menengah.
Hubungan LPWANS dan IoTs
LPWAN akan menjadi lebih kritis karena ruang Internet of Things kemungkinan akan berkembang pesat. Beberapa perangkat LPWAN di berbagai industri dan ruang bekerja bersama untuk mengkomputerisasi fungsinya, meminimalkan biaya operasi, dan melambung ke tingkat produktivitas yang lebih tinggi.
Ada kebutuhan untuk jaringan nirkabel yang dapat dengan cepat mentransfer data jarak jauh sambil mengkonsumsi lebih sedikit daya. lebih-lebih lagi, perusahaan yang menyiapkan perangkat IoT memerlukan solusi hemat biaya yang secara efektif menghubungkan beberapa sensor ke internet secara bersamaan. Atau, most exciting IoT applications won’t be realistic.
Dampak 5G pada LPWAN
Revolusi berikutnya dalam komunikasi seluler seluler nirkabel adalah 5G. Teknologi ini menjanjikan kecepatan data yang luar biasa dengan meminimalkan biaya dan latensi. Dengan demikian, karena kemampuan kinerja 5G, teknologi akan membuka inovasi teknologi yang luar biasa.
lebih-lebih lagi, teknologi 5G diatur untuk sangat meningkatkan konektivitas IoT dan meningkatkan jumlah sensor nirkabel yang dapat dihubungkan secara bersamaan ke internet dan satu sama lain. Pentingnya teknologi LPWAN kemungkinan akan tumbuh seiring dengan penyebaran cakupan 5G.
aplikasi LPWAN
Di bawah ini adalah berbagai kasus penggunaan aplikasi Teknologi LPWAN.
Pengukuran listrik
LPWANS dapat diterapkan dalam pengukuran listrik. Perusahaan di pasar meteran listrik biasanya membutuhkan komunikasi reguler, kecepatan data tinggi, dan latensi yang lebih rendah. Pada dasarnya, meteran listrik LPWAN ini tidak memerlukan baterai yang tahan lama atau tingkat konsumsi energi yang lebih rendah karena memiliki sumber daya yang tidak terputus. Bagi perusahaan meteran listrik untuk membuat keputusan instan seperti interupsi, beban, dan padam, mereka membutuhkan jaringan waktu nyata untuk tujuan pemantauan.
Pertanian cerdas
LPWAN juga digunakan di bidang pertanian. Di Sini, teknologi LPWAN harus memiliki perangkat sensor dengan masa pakai baterai yang lama. Perangkat sensor ini secara signifikan meningkatkan hasil dan meminimalkan tingkat konsumsi air. Perangkat juga secara teratur memperbarui data yang mereka rasakan kapan pun mereka mengalami perubahan dalam kondisi lingkungan.
Otomatisasi manufaktur
Dalam otomatisasi manufaktur, LPWAN memantau mesin waktu nyata, sehingga meningkatkan efisiensi dengan memungkinkan kendali jarak jauh dan secara signifikan meningkatkan lini produksi industri. Beberapa jenis kebutuhan komunikasi dan sensor ada di otomatisasi pabrik. LoRa adalah solusi sempurna untuk aplikasi yang membutuhkan baterai tahan lama dan sensor murah untuk pemantauan dan pelacakan aset.
Bangunan pintar
Sensor LPWAN IoT di gedung pintar untuk keamanan, suhu, kelembaban, colokan listrik, dan aliran air dikerahkan untuk memperingatkan manajer properti. Sensor ini juga membantu mencegah kerusakan dan segera bereaksi terhadap permintaan tanpa harus memiliki monitor bangunan manual. Sensor ini membutuhkan perangkat LPWAN Technologies murah dengan baterai tahan lama.
Stasiun penjualan ritel
LPWAN digunakan dalam sistem titik penjualan yang membutuhkan layanan berkualitas terjamin. Sistem ini menangani komunikasi reguler; karenanya mereka dibangun dengan sumber daya listrik yang berkelanjutan. Mereka sangat membutuhkan latensi rendah yang dinamis yang tidak membatasi jumlah transaksi yang dilakukan.
Pelacakan palet logistik
Sekarang, LPWAN diterapkan dalam pelacakan palet logistik untuk menentukan lokasi dan kondisi produk. Setiap perusahaan logistik perlu memiliki sistem LPWAN Technologies untuk memastikan mereka memiliki jaminan cakupan di fasilitas mereka. Penerapan pelacakan palet logistik adalah contoh sempurna dari solusi penerapan hibrid. Ini membutuhkan perangkat murah dengan baterai tahan lama dan dapat dengan mudah digunakan di semua kendaraan.
Semua infrastruktur LPWAN IoT mengalami beberapa tantangan terkait keamanan. IoT memperluas platform serangan karena waktu transmisi yang relatif besar dan jangkauan konektivitas yang panjang. Setiap teknologi mengamankan komunikasinya dengan langkah-langkah keamanannya karena semuanya berisiko terhadap potensi kerentanan.
LoRA menangani keamanannya menggunakan metode enkripsi AES-128. Teknik ini menawarkan beberapa lapisan enkripsi di LoRaWAN. LoRa menggunakan kunci aplikasi dan jaringan untuk mengamankan paketnya ke jaringan dengan aman. Kunci sesi jaringan dan aplikasi dibuat menggunakan 128 kunci aplikasi bit AES (Kunci aplikasi).
The Network session key shared by the network server and end devices is responsible for generating and verifying the message integrity code that warrants the message’s integrity. lebih-lebih lagi, kunci sesi jaringan dapat digunakan untuk mengembangkan tanda tangan unik untuk setiap perangkat. Kunci sesi Aplikasi melakukan enkripsi dan dekripsi data. Operasi XOR mengenkripsi setiap pesan. Selain itu, itu menghasilkan muatan terenkripsi menggunakan keystream yang dibuat oleh kunci sesi jaringan dan aplikasi, bersama dengan penghitung pesan uplink dan downlink.
Lora memberikan panjang pesan yang sama sebelum dan sesudah enkripsi, dan itu menawarkan kesempatan kepada entitas jahat untuk merekonstruksi arus utama dari pesan yang dienkripsi. Bahkan dengan mekanisme keamanan yang ditetapkan untuk perangkat LoRa, perangkat ini masih rentan macet, lubang cacing, dan replay serangan.
Meskipun LPWAN hadir dengan manfaat dan kemungkinan penting, mereka masih memiliki beberapa tantangan berat dan faktor risiko yang terkait dengannya. LTE-M dan NB-IoT, keduanya merupakan standar seluler yang diterapkan oleh beberapa industri mapan seperti Nokia dan Qualcomm, adalah salah satu risiko utama bagi LPWAN. Jaringan ini dapat dengan mudah ditingkatkan dan digunakan dalam perangkat lunak seluler jaringan oleh operator besar seperti Verizon dan AT&T hanya dengan menekan tombol. Hal ini memungkinkan perusahaan seluler untuk secara efisien melayani aplikasi pita sempit mereka dengan membingkai ulang frekuensi GSM suara tanpa memerlukan perangkat keras tambahan apa pun.
What’s better is that these cellular companies can still articulate this using the same achievable price point when they wish to do so. Perusahaan seluler kemungkinan besar akan memasarkan LTE-M ke perusahaan besar yang menggunakan data seluler dan layanan suara dalam jumlah besar. Karena penyedia seluler mengumpulkan sejumlah besar dolar dalam kontrak handset, mereka masih perlu menyediakan layanan data kelas bawah yang murah. Ini dapat memberi mereka kesempatan untuk mencuri beberapa jika mereka menerapkan ini sebagai strategi mereka. Lebih disukai, penyedia seluler harus mencoba menawarkan nilai lebih dari sekadar transportasi data. Jika anggota Aliansi LoRa mengembangkan aplikasi yang ditargetkan, Peluang LTE-M tidak akan pernah bisa memindahkannya.
Penting untuk mempertimbangkan beberapa faktor saat memilih Teknologi LPWAN yang tepat untuk proyek IoT Anda. Tiga perhatian utama yang harus Anda pertimbangkan adalah;
Konsumsi daya
Penting untuk mempertimbangkan berapa hari sensor Anda akan berada di lapangan saat menggunakan daya baterai. Juga, pertimbangkan apakah perangkat akan digunakan di luar ruangan, bahkan pada hari-hari musim dingin, dan seberapa sering sensor Anda akan diperlukan untuk mengirimkan data.
Konektivitas
Ingatlah jangkauan yang dicakup oleh komunikasi, jumlah data yang diperlukan untuk mengirim setiap pesan, dan lokasi geografis perangkat. lebih-lebih lagi, pertimbangkan apakah Anda lebih suka mengalihdayakan layanan dan infrastruktur jaringan Anda atau jika Anda secara pribadi akan mengontrol jaringan Anda dan data yang melewatinya.
Ponsel atau stasioner
Pertimbangkan apakah perangkat Anda akan statis di mana jarak gateway LPWAN konstan atau jika perangkat Anda akan dapat dipindahkan dengan infrastruktur yang mencakup semua lokasi yang memungkinkan.
Semua jaringan LPWAN memiliki kekuatan dan kelemahan yang berbeda dalam hal biaya, kekuasaan, dan kekuatan. MOKOLoRa punya Solusi LoRaWAN untuk pemantauan lokasi,pemantauan suhu dan kelembaban yang sempurna untuk digunakan di area yang lebih luas seperti pertanian, kampus, atau kota yang membutuhkan transmisi data volume kecil.
Bangunan pintar mengubah kehidupan dan pekerjaan kita dengan menawarkan tingkat kenyamanan yang belum pernah ada sebelumnya, efisiensi, dan…
IoT telah menjadi kekuatan transformatif di dunia kita yang saling terhubung. It’s like the magical key…
Bayangkan dunia tanpa cahaya...menakutkan, Kanan? We’d all be stumbling around in the dark like…
Masuki dunia otomatisasi kantor pintar yang menakjubkan, where technology takes center stage and…
Hutan bisa jadi sulit untuk diawasi. They’re big, and the tangle of…
Stres air yang disebabkan oleh panas yang hebat dapat merusak pertumbuhan tanaman, especially for small…
