LPWAN IoT: Mengapa LPWAN Diperlukan di Dunia IoT ?

It’s becoming harder to see a future without the Internet of Things in our daily lives. Kami semakin mengandalkan objek yang mendukung jaringan komunikasi, yang tidak hanya dapat mengirim dan menerima data tetapi juga melakukan tugas tertentu. Dunia kita dipenuhi dengan sensor dan kamera LPWAN IoT yang mentransmisikan beragam informasi, dari tingkat polusi atmosfer hingga keadaan lalu lintas hingga geolokasi skuter dan sepeda untuk penggunaan bersama di jalan-jalan berpenduduk.

Fakta bahwa IoT menjadi norma dalam kehidupan kita sehari-hari berarti ada elemen yang mengarah pada pertumbuhan eksponensial ekosistemnya. Di sisi lain, IoT’s network connectivity – a backbone of the Internet of Things – has been mainly stimulated by LPWAN IoT technology. Prevalensi teknologi ini dalam pengembangan IoT terutama dapat disaksikan di sektor industri.

Laporan pasar memperkirakan bahwa perangkat yang mendukung IoT pasti akan meningkat dari 8.6 miliar ke 29.42 miliar (2019 – 2030), dengan LPWAN IoT menjadi pendorong utama pertumbuhan ini. A recent market report that extensively analyzes LPWAN’s contribution to IoT growth estimates that the fastest-growing IoT communication technology within the next half-decade will be LPWAN. Laporan yang sama memperkirakan bahwa jumlah perangkat IoT yang menggunakan LPWAN pasti akan terus bertambah 109% setiap tahun, melebihi satu miliar perangkat dengan 2023.

Memahami Jaringan Area Luas Berdaya Rendah

Ini adalah teknologi radio yang mendukung komunikasi nirkabel jarak jauh. Tidak seperti teknologi nirkabel seperti Bluetooth dan Wi-Fi yang mentransfer paket data besar dalam jarak pendek, LPWAN akan mengirim paket data yang lebih kecil tetapi dengan jarak yang lebih jauh.

Ada beberapa cara untuk merancang dan menyebarkan LPWAN tergantung pada aplikasi yang dimaksud. LPWAN dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori:: non seluler dan seluler. LPWAN seluler menggunakan frekuensi berlisensi seperti LTE-M dan NB-IoT. Di sisi lain, LPWAN non-seluler berfungsi di bawah pita radio ISM yang tidak berlisensi seperti LoRa dan Sigfox. Perbedaan ini membuat aplikasi akhir dari kedua kelas sangat berbeda.

Contoh Teknologi IoT LPWAN Non-Seluler Terkemuka

Today’s most commonly used non-cellular protocols are Sigfox and LoRa.

Sigfox menggunakan modulasi ultra-narrowband, yang merupakan salah satu metode transmisi data yang paling efisien. Namun, itu hanya dapat mengirim sedikit data (sebanyak 12 byte data). Karena protokol dipasang di seluruh negeri, telah berperan dalam menciptakan cakupan IoT LPWAN yang luas di kota-kota besar AS untuk perangkat IoT.

Sigfox devices don’t require access points or gateways since Sigfox-enabled devices can easily connect to the cloud through Sigfox towers – just like regular cell towers. Karena Sigfox memiliki kecepatan data yang sangat rendah, itu dimaksudkan untuk komunikasi melalui lingkungan yang bising dan terbuka. Protokol ini sangat ideal untuk perangkat sensor sederhana yang mungkin hanya perlu mengirim atau menerima sejumlah kecil pesan setiap hari, seperti sistem pemantauan kejadian darurat dan alarm keamanan.

LoRa (Jarak jauh) menggunakan skema modulasi spektrum sebaran kicauan untuk transfer informasi digital jarak jauh. LoRaWAN, yang dibangun di atas LoRa, adalah MAC yang tersedia secara terbuka (Kontrol Akses Media) spesifikasi lapisan. Selain mentransfer beban data yang lebih besar daripada Sigfox, LoRaWAN juga tahan terhadap multipath fading. Ini membutuhkan lebih banyak bandwidth daripada Sigfox karena skema modulasinya, yang membuatnya ideal untuk mendukung sejumlah besar perangkat.

Teknologi IoT LPWAN Non-Seluler Terkemuka

Standar LPWAN non-seluler penting lainnya adalah Weightless dan Ingenu. Sebagai protokol terbuka, Weightless kompatibel dengan beberapa band tanpa izin. SIG tanpa bobot, pencipta jaringan, awalnya merancang tiga standar LPWAN yang berbeda; Tanpa bobot-N, Tanpa Bobot-W, dan Tanpa Bobot-P. Setiap standar memiliki karakteristik uniknya sendiri. Namun, perusahaan tampaknya telah mengalihkan semua fokusnya ke Weightless-P.

RPMA yang cerdik (Akses Ganda Fase Acak) adalah standar lainnya. Ini dapat menawarkan dukungan untuk hampir 400,000 nodes per “sector’, dengan semua yang membutuhkan titik akses minimal. Tidak seperti LoRa dan Sigfox, protokol menggunakan yang diterima secara global 2.4 Pita ISM GHz. Ini juga mendukung transfer data dua arah di area cakupan yang luas. Ingenu mengelola Jaringan Mesin yang tersedia untuk umum, yang digunakan untuk memberikan pelayanan kepada 30+ kota-kota AS.

Today’s Leading Cellular LPWAN IoT Technologies

Operator jaringan seluler telah menilai teknologi jaringan mereka yang ada untuk mengidentifikasi bagaimana mereka dapat menggunakannya untuk meningkatkan fungsionalitas IoT. Secara konvensional, jaringan seluler diklasifikasikan sebagai jaringan pemeliharaan tinggi dan konsumsi daya berat. Hari ini, operator seluler telah melayani aplikasi pita sempit melalui standar seluler yang sudah ada sebelumnya.

LTE-M (atau disebut sebagai LTE Cat-M1) memungkinkan perangkat IoT terhubung langsung ke internet dengan bantuan jaringan LTE yang ada. Jaringan ini tidak hanya lebih murah daripada jaringan seluler tradisional, tetapi juga lebih hemat energi. It also holds the spot for today’s highest bandwidth LPWAN IoT technology.

IOT pita sempit (juga dikenal sebagai NB-IoT) mendukung cakupan area luas berbiaya rendah sambil mempertahankan tingkat konsumsi daya yang berkurang. NB-IoT menghindari tumpang tindih dengan protokol lain dengan beroperasi secara berbeda dari standar LTE lainnya. Itu juga membutuhkan bandwidth khusus sendiri. LTE-M dan NB-IoT adalah produk dari Proyek Kemitraan Generasi ke-3 (3GPP) dan beroperasi pada frekuensi berlisensi.

Apa yang Membuat LPWAN Ideal untuk Sensor IoT?

1. Cakupan Wilayah Luas
LPWAN dapat memungkinkan komunikasi perangkat IoT jarak jauh (3-20 km). Ini adalah prestasi yang mengesankan mengingat kebutuhan dayanya yang sudah rendah. Namun, jarak yang dapat dikomunikasikan sangat tergantung pada banyak faktor. Di kota-kota padat bangunan, LPWAN dapat berkomunikasi untuk 2-5 km, mengingat pasti ada gangguan dari gedung dan listrik. Area dengan garis pandang yang jelas, seperti pemukiman pedesaan, dapat mengharapkan transfer data perangkat IoT pada jarak yang lebih jauh (15-30 km).

2. Konektivitas Langsung ke Cloud
Protokol LPWAN memanfaatkan sub-GHz frekuensi yang terhubung mirip dengan jaringan seluler dan menyediakan konektivitas jarak jauh. Ini pada dasarnya menyiratkan bahwa adalah mungkin untuk menempatkan stasiun pangkalan atau gerbang berkilo-kilo meter dari satu sama lain. Gateway ini memungkinkan perangkat IoT untuk terhubung ke cloud tanpa pengguna perlu berinvestasi di router jarak pendek atau operasi mesh mereka sendiri.. Dibandingkan, protokol jarak pendek lainnya seperti Wi-Fi dan Zigbee memerlukan gateway perantara untuk memasukkan data perangkat IoT ke cloud.

3. Penggunaan Daya Rendah
Jumlah data yang ditransmisikan dan mode transmisi memengaruhi penggunaan daya perangkat IoT. Perangkat IoT yang berjalan di bawah protokol LPWAN cenderung menggunakan lebih sedikit daya dibandingkan perangkat lainnya. Bahkan lebih baik, Perangkat IoT yang menggunakan protokol cenderung otomatis ditidurkan saat tidak digunakan. Ini membantu menghemat biaya, itulah sebabnya perangkat dapat digunakan untuk waktu yang lama (5-10 bertahun-tahun).

4. Penurunan Biaya
Biaya kepemilikan keseluruhan untuk ekosistem IoT yang berjalan di bawah LPWAN cukup rendah. Karena protokol berjalan di bawah daya rendah, Anda hanya perlu berinvestasi dalam baterai murah. Baterai ini cenderung bertahan lebih lama, mengurangi biaya pemeliharaan. Juga, jumlah gateway yang sedikit akan diperlukan untuk mendukung ekosistem IoT berbasis LPWAN secara optimal, yang mengurangi biaya penerapan.

Contoh Aplikasi IoT yang Diaktifkan Oleh LPWAN IoT

Daya rendah dan kemampuan jarak jauh dari perangkat LPWAN IoT membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi. Beberapa aplikasi mereka termasuk:

• Manajemen armada: Perusahaan dengan armada besar sering kali harus mengawasi keberadaan mereka dan tingkat penggunaan mereka saat ini. Perangkat LPWAN IoT LW001-BG Pro dapat membantu manajer armada melacak lokasi aset tertentu, mengidentifikasi kebutuhan pemeliharaan, dan menetapkan praktik terbaik penghematan bahan bakar.

• Manajemen armada: Perangkat LPWAN dapat dengan mudah digunakan untuk menegakkan keselamatan dan keamanan di tempat kerja. Perangkat IoT dapat ditandai ke aset untuk mengidentifikasi di mana mereka berada dan siapa yang menggunakannya. Di lingkungan kerja yang berbahaya, pengusaha dapat menawarkan tombol panik bertenaga LPWAN kepada karyawan LW004-PB untuk komunikasi yang lebih mudah jika terjadi kecelakaan.

• Pertanian cerdas: Perangkat IoT menentukan masa depan pertanian. perangkat IoT LW002-TH dapat didistribusikan di dalam pertanian dan rumah kaca untuk pemantauan lingkungan. Sensor mereka dapat diprogram untuk mengatur beberapa hal jika kelembaban dan suhu lingkungan berada di luar tingkat yang disarankan.

• Pemberdayaan kota pintar: Kota pintar seharusnya memiliki beberapa perangkat IoT yang dapat berkomunikasi satu sama lain, dari mengendarai mobil hingga lampu kota. Perangkat LPWAN IoT LW001-BG dapat diluncurkan untuk membantu dengan kontrol lampu lalu lintas pintar, parkir pintar, dan pengelolaan sampah yang cerdas, untuk menyebutkan beberapa kemungkinan kasus penggunaan.

• Otomatisasi rumah: Orang-orang perlahan-lahan merangkul otomatisasi rumah, dari sistem pengawasan rumah pintar hingga termostat pintar. Steker IoT MK103 dapat membuat hidup di rumah lebih mudah berkat perangkat yang saling terhubung. Contohnya, Anda dapat mematikan lampu rumah Anda dari jarak jauh, mengontrol suhu, dan atur sistem keamanan Anda. Kombinasi fungsi ini membuat rumah aman, nyaman, dan nyaman untuk ditinggali.

• Pabrik yang terhubung dengan IoT: Bisnis juga dapat menggunakan LW001-BG Pro untuk melacak dan mengelola perangkat IoT industri. Perangkat akan membantu pengguna mengakses data metrik utama, seperti efisiensi peralatan dan data telemetri. Anda dapat menggunakan informasi ini untuk pemeliharaan preventif peralatan, meningkatkan keselamatan dan keamanan, dan meningkatkan efisiensi pabrik, semuanya bisa dilakukan dari jarak jauh.

• Menghubungkan sistem perawatan kesehatan: Perangkat LPWAN IoT telah merevolusi betapa mudahnya para profesional medis dapat melacak kesehatan pasien dari jarak jauh, apalagi di masa pandemi. Pasien dapat memakai LW004-CT untuk pemantauan kesehatan yang lebih mudah. Jika ada anomali, perangkat akan mengirimkan alarm ke profesional medis masing-masing untuk tindakan. Ini juga memudahkan untuk melacak tanda-tanda vital kesehatan orang-orang dengan kondisi kritis.

IoT Menciptakan Masa Depan yang Lebih Baik

Perangkat IoT menentukan masa depan komunikasi dan otomatisasi. Dengan teknologi seperti LPWAN, tidak ada yang tahu seberapa jauh perangkat ini dapat membawa kita. Terapkan perangkat LPWAN IoT dalam kehidupan atau bisnis Anda hari ini untuk menikmati manfaat yang mereka tawarkan.