Düşük güçlü geniş alan ve WPAN arasındaki farkı anlayın

Bu makalede, en sık kullanılan düşük güçlü geniş alan seçeneklerinden bazılarını inceleyeceğiz, hücresel teknolojilere odaklanmak (Dar Bant IoT ve LT-M), lisanssız bant genişliği kullanan WPAN'ların yanı sıra, LoRa/LoRaWAN, ve Sigfox. We’ll also figure out the differentiation between the technologies of LPWAN and WPAN. Daha yüksek frekanslar kullanan yayın teknolojisi, düşük frekanslı radyodan daha fazla veri ve daha hızlı bit hızları iletebilir. Daha yüksek frekanslar daha fazla güç talep ederken, seyahat aralığı daha düşük frekanslar kadar uzak değildir.. binalarda, yerleşim alanları, veya diğer parazit kaynaklarının bulunduğu alanlar, menzil daha da küçük. Dairede herhangi bir frekans, Açık alan, daha az parazit nedeniyle yerleşim alanına göre daha geniş bir aralığa sahip olacaktır.. Bu temel bilgileri öğrendikten sonra, we’ll also direct you on choosing the right technology for your application, mevcut gücü dikkate alarak, aktarmanız gereken veri miktarı, ve ulaşmak istediğiniz aralık.

RF tabanlı Nesnelerin İnterneti ağı

Ağda birçok RF tabanlı IoT cihaz iletişim çözümü vardır.. Tartışma uğruna, onları iki kategoriye ayırıyoruz:

• Kısa menzilli teknoloji, veya Bluetooth gibi WPAN teknolojileri, Wifi, Z-dalgası, ve Zigbee, kısa mesafeler var, yüksek veya düşük bit hızlarına sahip olan ve daha yüksek veya daha düşük güç tüketme potansiyeli olan.
• Uzun mesafe, veya düşük güçlü geniş alan teknolojisi, düşük güç kullanımına sahiptir, uzun mesafe, ve düşük bit hızı.

Kablosuz Kişisel Alan Ağı (WPAN)

WPAN teknolojisinin kapsamı sınırlıdır, ancak ağ topolojisi kullanılarak genişletilebilir. Mesh topolojisi, her cihazın çevresindeki diğer cihazlara art arda sinyal gönderdiği bir ağ uygulamasıdır.. Aşağıdaki içerik olarak, you’ll find that the main use cases for WPAN are those who don’t care much on range.

Wifi

Wi-Fi 2,4 GHz veya 5 GHz'de çalışabilir. Çünkü bu frekanslar daha yüksek, WIFI veri hızları da daha yüksektir. Her cihazın bir 1:1 ağ yönlendiricisi ile ilişki. Daha önce gördüğümüz gibi, RF dalgalarının yüksek frekansı nedeniyle iletişim aralığı çok kısa olacaktır.. Geleneksel Wi-Fi cihazlarının daha yüksek güç gereksinimleri vardır, mevcut cihazların çoğunun şebeke elektriği ile çalıştırılması gerektiği anlamına gelir. Wifi 6 parametresi, IoT cihazlarının Wi-Fi kullanabilmesi için Wi-Fi IoT cihazlarının güç tüketimini azaltmayı amaçlamaktadır.. Yine de, there’s still a long way for devices using these new specifications to become easily accessible. WI-FI, toplu verilerin anında aktarılması gereken durumlar için idealdir. Örneğin: 4K video klip yüklemesi gereken kamera ekipmanı.

WI-FI çözümleri aşağıdaki uygulamalara uyar:

• Yüksek veri hızları
• yüksek hizmet kalitesi (mesaj geçme olasılığı)
• Düşük gecikme süresi

Wi-Fi çözümleri aşağıdaki uygulamalar için pek uygun değil:

• cihazlar ve yönlendiriciler arasında çok geniş bir aralık
• pille çalışan cihazlar

Bluetooth

Birden fazla Bluetooth modunu destekler. Nesnelerin İnterneti ile en alakalı mod Bluetooth Düşük Güç (NS). BLE 2,4 GHz'de çalışır, ancak yalnızca az miktarda veri iletir. Ek olarak, ayrıca parazite karşı koymak için FHSS modülasyon teknolojisini kullanır. Bluetooth 4 1 Mbps'de veri aktarımı uygular. Bluetooth 5 2 Mbps'ye kadar getiriyor. BLE aralığı, Bluetooth Mesh ile düğümler arasında mesaj geçişi şeklinde artırılabilir., ancak geniş bir alanda bağlı kalabilmek için çok sayıda düğüme sahip olmanız gerekir..

BLE çözümleri, zorlu uygulamalar için en uygundur:

• Düşük güç tüketimi
• Yüksek kaliteli hizmet
• Düşük gecikme süresi
• Orta menzil için Bluetooth ızgarasını kullanın

BLE çözümleri aşağıdakiler için uygun değildir::

• Uzun süreli kullanım

Zigbee ve Z-Dalgası

Zigbee sırasıyla 1000MHz ve 2.4ghz'de çalışır. Z dalgası yaklaşık 900MHz'de çalışır. Sinyal, parazitten daha az etkilenecek ve daha düşük frekanslı engellerden geçmek için daha erişilebilir olacaktır.. Daha düşük frekanslar, daha düşük veri hızlarıyla sonuçlanır. Z-Wave ve Zigbee kapsam olarak kısa olsa da, ağın genel erişimi, bir ızgaradaki birden fazla cihazla genişletilebilir. Zigbee ve Z-Wave, yüksek kaliteli hizmet ve az miktarda veri gerektiren düşük enerji tüketimine sahip cihazlar için idealdir., Örneğin, evlerde ışık anahtarları ve sıcaklık sensörleri.

Zigbee ve Z-Wave en çok şunlar için uygundur::

• Düşük güç tüketimi
• Yüksek kaliteli hizmet
• Düşük gecikme süresi
• Esnek çoklu cihaz yelpazesi

Zigbee ve Z-Wave için uygun değildir:

• Büyük miktarda veri
• Uzun mesafe

Düşük Güçlü Geniş Alan Ağı (LPWAN)

LPWAN teknolojiler, uzun mesafeli ve düşük güçlü ağların gereksinimlerini karşılayabilir. Ağınızın uzun mesafeleri kat etmesi gerekiyorsa, veya binalar gibi engelleri aşmanız gerekiyor, o zaman düşük güçlü geniş alan çözümü sizin için harika bir seçenek. Düşük güçlü geniş alan çözümü, lisanslı ve lisanssız bantlar arasında bir dizi frekansı kapsar. Aşağıdaki bölümlerde, daha popüler LPWAN teknolojilerinden bazılarını tartışacağız.

Cellular – the difference between LPWAN and WPAN

Hücresel ağlar lisanslı bantlar kullanır, tipik olarak 500MHz ila 4GHz aralığında, 5G teknolojisi 100 GHz'e yakın frekansları kullanabilse de. İlk olarak, hücresel ağlar, yüksek veri hızlı iletişim için doğdu, Örneğin, daha büyük hacimlerde veri taşımak için daha yüksek frekanslarda çalışan sesli aramalar. Frekans ne kadar yüksek olursa, mesafe ne kadar kısaysa, bu nedenle artık daha büyük mesafeler elde etmek için özellikle düşük frekanslı IoT iletişimleri için hücresel ağ standartları var.. IoT uygulamaları için dikkate alınması gereken iki temel hücresel özellik vardır..

Her iki teknoloji de 5G kapsamına giriyor: Dar Bant IoT

• NB-IoT, bazen CAT-M2 veya CAT-NB olarak anılır, dar bir frekans kanalı genişliğine sahip bir hücresel iletişim kategorisidir. NB-IoT, daha uzun mesafeli LTE-M'den daha az güç kullanır.
• LTE-M, nB-iot'tan daha yüksek veri hızlarına ve daha düşük gecikmeye sahiptir. LTE-M ayrıca NB-IoT üzerinden cihaz mobilitesini etkinleştirme avantajına da sahiptir., yani cihaz veri aktarımı sırasında hareket ederse, başka bir baz istasyonuna geçebilir. Hücresel ağlardaki veri hızları, düşük güçlü geniş alan çözümleri arasında en yüksek olanıdır., böyle, gönderebileceğiniz paketlerin boyutu artırıldı.

Hücresel çözümlerin frekansları serbesttir, paraziti azaltabilir, ve mesajlar gönderilebilir. Sonuç olarak, hücresel teknoloji, yüksek kaliteli hizmet ve düşük gecikme süresi sunar. Kullanım durumunuz acil eylem gerektiriyorsa, such as shutting off a gas valve at a long distance once there’s a leak, o zaman Hücresel'i dikkate alabilirsiniz.

Hücresel ağlar genellikle mobil ağ sağlayıcılarına aittir.. IoT çözümünüz için bir hücresel ağ seçerek, hedef alanınızın kapsamına bağlı olarak halihazırda mevcut olan altyapıdan yararlanabilirsiniz.. yine de, hücresel IoT spesifikasyonları nispeten yenidir,that’s why network providers are still setting up their systems as a support. Ayrıca, şebeke sağlayıcınızın kapsama alanının sınırlı olduğunu görebilir ve bir veya başka bir özellik seçebilirsiniz. (dar bant IoT veya LTE-M) müşterilerinize hizmet etmek için. (Not: her ikisinin de belirli bir ağ sağlayıcısı tarafından uygulanması olası değildir.)

Hücresel IoT uygulaması için uygun bir kullanım örneği elektrik ölçümüdür:

• yüksek veri hızları ve yük uzunluğu
• yüksek hizmet kalitesi
• düşük gecikme süresi

Sigfox ve LoRa

Sigfox ve LoRa, düşük frekanslı sinyalleri uzun menzilde iletmek için 433MHz ile 928MHz arasında lisanssız bantlar kullanır. göreceğimiz gibi, bu teknolojiler bazı ortak özellikleri paylaşıyor. Hücresel ağlardan farklı olarak, LoRa ağları ve Sigfox bir yıldız ağ topolojisi kullanır,bu, yayın mesajlarının belirli bir kapsamda herhangi bir baz istasyonu tarafından alınabileceği ve buluta teslim edilebileceği anlamına gelir.. Bu, cihaz birden fazla baz istasyonunun dışındayken sinyalin yakalanma şansını artırır.. Hem Sigfox hem de LoRa, daha uzun mesafeleri kat edebilir ve Cellular'dan daha az enerji kullanabilir. Bunun yerine, her ikisi de daha yavaş veri aktarım hızlarına ve veri ve frekans üzerinde daha fazla kısıtlamaya sahiptir.. Mesaj başına daha büyük miktarda veri gönderilebilir, LoRa ile daha sık yayın yapın, ve Sigfox ile maksimum potansiyel aralığı elde edin.

Sigfox ve LoRa'nın ortak noktası nedir?:

• uzun mesafe
• Düşük güç tüketimi

sigfox

Sigfox kuruldu 2010, ilk modern düşük güçlü geniş alan olma. Sigfox, 862MHz'den 928MHz'e kadar olan frekanslarda lisanssız bantlar kullanır, ve 100Hz genişliğinde mesajlar göndermek için ultra dar bant modülasyonu kullanır. Bu, Sigfox cihazlarının belirli bir çalışma aralığında rastgele kanallarda iletim yaptığı anlamına gelir., arka plan gürültüsü girişimi olasılığını azaltmada yardımcı olabilir. Sigfox, analiz ettiğimiz tüm teknolojilerin maksimum aralığına ulaşabilir, ancak kullanılan dar bant nedeniyle düşük veri hızlarına neden olacaktır.. Öyleyse, her mesaj tarafından az miktarda veri iletilmelidir. 12 bayt.

Sigfox kullanıcıları bir cihazdan buluta saatte altıdan fazla mesaj gönderemez (yukarı akış) ve buluttan bir cihaza günde en fazla dört mesaj (akıntı yönünde). Bu sınırlamalar, Sigfox'un günde yalnızca birkaç basit değeri iletmesi gereken düşük güçlü uygulamalar için ideal olduğu anlamına gelir..

Sigfox genel ağını şimdi kaydetmeniz gerekiyordu. But it’s ok as, Sigfox, PAN teknolojisi sunarak ağınızın özel örneklerini çalıştırmanıza olanak tanır.

• Sigfox’s advantage: Tüm düşük güçlü geniş alan seçeneklerinin en uzun aralığı.

LoRa ve LoRaWAN

LoRa, bölgeye göre 433MHz ile 928MHz arasında lisanssız frekans bantları kullanır, ve verileri dar bantlarla daha geniş bir kanal bant genişliği üzerinden iletmek için tescilli bir CSS modülasyon şeması kullanır (125, 250 ve 500kHz), Böylece, düşük gürültü seviyeleri ve sıkışma önleme özellikleri sağlanabilir. Modülasyon şeması, güç pahasına daha fazla mesafe elde etmek için yayılma faktörü değiştirilerek değiştirilebilir.. LoRaWAN, ağ geçitleri ve cihazlar arasındaki iletişimi tanımlayan açık standart bir protokoldür..

LoRa’s range is larger than Cellular, ama Sigfox'tan daha küçük. yine de, it’s flexible of packet size limits, ve yapılandırma doğruysa Sigfox ile aktarabileceğinizden daha fazla veri aktarabilirsiniz.. Bulunduğunuz bölge ve desteklemek istediğiniz veri hızı, bir LoRa mesajının maksimum paket boyutunu belirler.. Daha yüksek veri hızları, frekanslar daha yüksek olduğu için daha kısa aralıklar anlamına gelir.

Birçok halka açık LoRaWAN ağ sağlayıcısı piyasada. Ancak kendi yazılımınızı ve ağ geçidinizi kullanarak özel bir ağ da kurabilirsiniz..

Silindirin çeşitli işlemleri vardır:

• A sınıfı: en az güç gerektirir. Cihaz çoğu zaman uyur ve sensör değerleri değiştiğinde uplink mesajları göndermek için uyanır. Sunucudan mesaj alma penceresi (akıntı yönünde) çok sınırlıdır.
• B Sınıfı: Ayrıca çok az enerji gerektirir. Cihaz çoğu zaman uykuda, ancak zamanında uyanabilir ve sensör okuması değiştiğinde mevcut okumayı rapor edebilir. Sunucudan mesaj alma penceresi (akıntı yönünde) Limitli.
• C sınıfı: A ve B Sınıfı cihazlardan daha fazla güç gerektirir, ancak cihaz, uplink'i yayınlamadıkça her zaman downlink'i dinliyordur.. Bu çok sınıflı işlemlerin esnekliği, LoRaWAN tarafından daha geniş bir kullanım durumu yelpazesinin sunulabileceği anlamına gelir..

LoRaWAN'ın Avantajları:

• Maksimum paket boyutunu kontrol eder, Sigfox'tan daha yüksek olan.
• Uygun maliyetli özel bir ağ oluşturmak kolaydır.
• Esnek, farklı güç ve gecikme gereksinimlerine sahip cihaz kombinasyonları birlikte çalışır.

Conclusion – the difference between LPWAN and WPAN

Düşük frekanslar, yüksek frekanslardan daha az veri taşırken daha uzun bir menzile sahiptir.. Wi-Fi gibi WPAN teknolojileri, Bluetooth, Zigbee ve Z-Wave daha yüksek frekanslı ve uzun mesafeli. Bu seçenekler, mesafenin önemli olduğu senaryolar için ideal değildir.. LPWAN teknolojileri, WPAN teknolojilerinden daha fazla menzil elde edebilir ve daha düşük frekanslarda çalışabilir. Doğru düşük güçlü geniş alan tekniğinin kullanım durumunuza bağlı olduğunu belirledik. NB-IoT ve LTE-M gibi hücresel teknolojiler, hücresel kapsama ve hizmetin olduğu senaryolar için harika seçeneklerdir., Düşük gecikme süresi ve büyük miktarda veri güçten daha önemlidir çünkü menzil daha düşük olacaktır. Sigfox, az sayıda veriye sahip olduğunuz ve bunları düşük güç tüketimi ile uzun mesafelere iletmek istediğiniz durumlar için uygundur.. LoRa maksimum kontrol sağlar, sadece özel ağlar kurarak daha büyük hacimlerde veri göndermek için yapılandırılabilir yetenek, ve C sınıfı daha düşük gecikmeyi destekler.