LPWAN vs LoRaWAN: LoRaWAN, LPWAN Teknolojileri Arasında Lider mi??

LPWAN (düşük güçlü geniş alan ağı) teknolojiler, verileri geniş bir alan ağı üzerinden iletmek için kablosuz telekomünikasyon kullanır. Bu teknoloji, uzun menzilli iletişimlerin düşük bit hızlarında iletilmesini sağlamak için özel olarak tasarlanmıştır.. Bu iki özellik, LPWAN teknolojilerini, kullanıcılara bağlanırken daha fazla güç kullanan ve daha fazla veri taşıyan diğer kablosuz WAN'lardan ayırır.. LPWAN aralığının veri hızı 0.4 kbit/sn 40 Frekans başına Kbit/sn.

Özel bir kablosuz sensör ağı oluşturmak için kullanılan LPWAN'ların yanı sıra, ayrıca sensör kullanıcılarının LPWAN ağ geçidi teknolojisini devreye sokmadan sahada kurmalarına izin veren bir üçüncü taraf altyapısı olarak da kullanılabilirler..

MOKOLoRa'da, biz teknolojiden bağımsızız. LPWAN vs LoRaWAN IoT projenizi bütünsel olarak ele alacağız ve tam uygulamanız için en uygun teknolojiyi önereceğiz..

LPWAN teknolojileri ve platformları

LPWAN teknolojileri için rakip standartlardan ve satıcılardan bazıları şunlardır::

• 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 UNB teknolojisi

• 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.

Ultra dar bant

Ultra dar bant (UNB) gibi farklı şirketler tarafından LPWAN teknolojileri için kullanılan bir modülasyon teknolojisidir.;

• Sigfox – It is based on UNB technology.

• Weightless – It is a Weightless SIG set of communication standards.

• NB-Fi Protocol – WAVIoT Company developed it.

Diğerleri

• DASH7 – It is a mode to development framework that uses wireless networks with low power. Bu platform, LoRa gibi birden fazla kablosuz radyo standardı üzerinden çalışır, LTE, 802.15.4G, ve daha fazlası.

• 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 (devir sayısı) – is an LPWAN standard used in GE’s AMI metering. Cep telefonları için CDMA teknolojisi varyasyonlarına dayanmaktadır., lisanssız 2.4GHz spektrumunu uygulamasına rağmen.

• Byron – It is from the Taggle Systems in Australia.

• Wi-SUN – This platform is based on IEEE 802.15.4g.

LPWAN temel özellikleri

1. Long-range – In rural areas, LPWAN teknolojileri, kentsel ortamlarda on kilometreden fazla ve bir kilometreden az bir yarıçapta aktif olarak çalışır. Önceden mümkün olmayan iç ve yeraltı ortamlarında verilerin operasyonel iletişimini sağlar.

2. Low power – LPWAN is optimized to consume low power. Alıcı-vericileri küçük, kadar dayanabilen ucuz piller 20 yıllar.

3. Düşük maliyetli: LPWAN düşük çalışma aralığına sahip olduğundan, bir yıldız topolojisi ile birleştirildiğinde altyapı gereksinimlerini en aza indirir. Ayrıca lisanssız olduğu için ağ maliyetlerini düşürür, veya lisanslı bantlar ağların maliyetini düşürür.

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 ISM bandı. Bu bant, gelişmiş yayılma özelliklerine ve dar alanlarda daha iyi kapsama alanına sahiptir., bina ve duvarlardan geçişe izin vermek.

LPWAN satın alırken nelere dikkat edilmelidir?

Her LPWAN IoT uygulamasının belirli gereksinimleri vardır.. IoT projeniz için uygun LPWAN teknolojilerini seçtiğinizi onaylamak için her zaman aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurun.

a) Service quality – The key guarantee to an exceptional QoS and industrial-grade reliability is the high data reception rate. Bu, lisanssız bir spektrumda çalışan LPWAN teknolojileri için girişim bağışıklığı ile sağlanır..

B) Scalability – It is essential to have an extensive network capacity to expand future networks and an incredible number of end devices. Dikkat edilmesi gereken bir ana nokta, belirli bir baz istasyonunun kontrol edebileceği cihazların ve günlük mesajların sayısıdır..

C) Battery life – Consumption of low-power considerably minimizes the total ownership cost, ve ayrıca uzak sensör ağlarında sürdürülebilir iş hedeflerine ulaşılmasına yardımcı olur.

NS) Mobility – It is essential to have end nodes that transmit data at high speeds, Filo telematiği ve çalışanların güvenliği gibi büyük IoT uygulamalarını etkinleştirme.

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, kamuya açık LPWA sistemleri düzenli olarak veri gizliliği endişelerini dile getirirken.

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.

standardizasyonun önemi

Sağlam bir LPWAN ve IoT ağının temel direklerinden biri standardizasyondur.. 3GPP gibi Standart Geliştirme Kuruluşları tarafından onaylanmış zorlu ancak net bir teknik çerçeve sunar., ARAMA, IETF, IEEE, ve daha fazlası. Standartlaştırılmış bir teknoloji, gelişmiş kalite ve güvenilirlik gibi farklı avantajlar sunar, uzun süreli birlikte çalışabilirlik, buluş esnekliği, ve evrensel ölçeklenebilirlik.

LPWAN alanı, standardizasyon çabalarında başarılı olan iki teknolojiye sahiptir..

• 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 3ÖNEMLİ DEĞİL standartlar.

Standart büyümeyi destekleyen diğer endüstriyel ittifaklar, tescilli LPWAN çözümleri etrafında kurulmuştur.. yine de, Bu mücadeleler, teknolojinin sürdürülebilirliğini onaylamıyor ve tüm ağ yığınını kapsayamıyor. LoRa İttifakı.

Lisanslı ve lisanssız LPWAN'lar arasındaki karşılaştırma

Lisanslı LPWAN'lar, lisanslı ve sınırsız ağlarda çalışan bir radyo spektrumu uygular. Hem 3GPP hem de GSM standartlarını destekler. Bu standartlar, ağ mobilitesini kolaylaştırdığı için LPWAN cihazlarının bir ağdan diğerine nasıl dolaştığını iyileştirir.. Dahası, lisanslı bir LPWAN kullanmak, bağlı cihaza bağlanmak için daha yüksek bir olağanüstülük düzeyi sağlar. Bu, güvenilirliğini ve güvenliğini artırır. Bazı lisanslı LPWAN türleri Dar Bant IoT'dir. (NB-IoT) ve LTE-M.

Diğer taraftan, lisanssız LPWAN'lar lisanssız bir radyo spektrumu uygular. Münhasırlık olmadan herkes tarafından kullanılabilir. Unlicensed LPWAN isn’t built to handle continuous movements at high speeds. Bunun yerine, o bölgedeki bağlantı cihazlarının tek sürücüsü için lisanssız bir LPWA ağının gerekli olduğu alanlar ve halka açık bir LPWA sisteminin kullanılamadığı yerler gibi uygulamalar için uygundur.. Lisanssız LPWAN'a bir örnek LoRaWAN'dır..

LPWAN vs LoRaWAN: Mevcut pazarda lider teknoloji hangisi?

Şu anda, LPWAN pazarı hala başlangıç ​​aşamasında. Yüksek derecede bir ağ izi ve hala küresel teknolojiden uzak olan teknolojinin parçalanması ile karakterizedir.. yine de, piyasa analistleri, bunun bazı önemli teknolojiler etrafında derhal birleştiğini öne sürüyorlar.. İçinde 2017, NS LoRa teknolojisi hem genel hem de özel ağların konuşlandırılmasında küresel pazar lideriydi.

Yine de, LoRa'nın yılın sonunda en hızlı büyüyen teknoloji olması bekleniyor. 2022. Piyasa analistleri, LoRa'nın bağlı cihaz sayısında NB-IoT'yi geçmesini bekliyor; buradan, muhtemelen önde gelen LPWAN teknolojileri olacak. Diğer taraftan, LoRa, özel bir ağın lider sağlayıcısı olmaya devam edecek. İkisi birden LoRa ve NB-IoT etrafında temsil etmek 70 % mevcut pazardaki kamu ve özel ağların. Üstelik, LoRa'nın pazar payını yaklaşık olarak artırması bekleniyor. 85% sonuna kadar 2027.

LPWAN'ların Sınırlamaları

LPWAN teknolojilerinin uygulaması ile önemli faydaları olmasına rağmen, ayrıca bazı sınırlamaları var. Bu sınırlamalar şunları içerir:;

a) LPWAN transmits much less data than other technologies – The data rates of LPWAN technologies mostly range from 100bps to 10s of Kbps. Bu düşük oranlar, teknolojiyi orta derecede güçlü uygulamalar için uygunsuz hale getiriyor. Düşük gecikme sürelerinde sensörler arasında sürekli olarak büyük miktarda veri aktaran cihazlar, tam olarak çalışması için daha yüksek kapasiteli ağlara ihtiyaç duyar..

B) Interference and errors – As most LPWAN protocols are conveyed over unlicensed LPWAN frequency bands, veri alışverişi yaparken hata ve parazit yaşama riskiyle karşı karşıya kalırlar.. Örneğin, bir perakende ortamı, ayarlarında bir arada bulunan RFID okuyucularına sahip olduğunda zaman zaman parazit yaşar.

C) Underdeveloped coverage – LPWAN coverage is comparatively underdeveloped compared to the other technologies. Çoğu hücresel operatör, Nesnelerin İnterneti'ni kolayca destekleyen kapsamlı ağlar geliştirmiştir.. LPWAN IoT uygulamalarını tam olarak desteklemek için, hücresel sağlayıcıların üstesinden gelmeleri gereken karmaşık bir ön engel var. Dahası, hücresel operatörlerin katı altyapı kılavuz ilkeleri vardır, nispeten pahalı olanlar, while LPWAN operators aren’t subject to synchronized tower properties.

LPWAN Teknolojilerinin Tarihçesi

LPWAN'ın pazara girişi 1980'lerin sonlarına kadar izlenebilir.. Bu, ADEMCO tarafından düşük veri ağının kurulmasından sonraydı., alarm panellerini izlemek için kullanılır. Motorola Şirketi ayrıca ARDIS'i tanıttı (düşük hızlı geniş alan ağı) Aynı dönemde işlem takibi ve satış otomasyon süreçlerinde kullanılan. Bu yenilikler mevcut LPWAN'lardan farklı olsa da, hala gelişmekte olan teknolojinin öncülleri olarak hizmet ediyorlar.

1990'larda 2G'nin tanıtılmasıyla, çoğu hücresel taşıyıcı, verileri uzun mesafelerde sesle birlikte iletebilir. Dahası, internete olan talep zamanla hızla arttı, şirketleri cihazlarında bağlantı özelliklerini benimsemeye zorlamak. Bu eğilim düşük maliyetli ürünlerin ortaya çıkmasına neden olmuştur., LPWAN'lar gibi düşük güçlü kablosuz iletişim çözümleri.

Son zamanlarda, LPWAN'lar tek bir çözüm olarak ortaya çıktı. Sigfox, bir Fransız Şirketi tarafından piyasaya sürülen ilk LPWAN Teknolojisiydi. 2009. Teknoloji, gerçek zamanlı uygulamaları geçmiş radyo teknolojilerinden daha verimli bir şekilde dahil edebildi. Bugün, LoRa'nın LPWAN'ı patentlidir ve birden fazla ülkede yaygın olarak kullanılmaktadır. 57 dünya çapında ülkeler.

daha sonra 3 yıllar, Semtech, bulunduğu yere bağlı olarak birkaç lisanssız bantta çalışan LPWAN LoRa protokolünü tanıttı.. Halihazırda var olan altyapıyı kullanan geliştiriciler yerine, geniş alan ağlarını kurmak için LoRa'yı kullanabilirler. Bu, The Things Network gibi bazı halka açık LoRaWAN sağlayıcılarının ortaya çıkmasına neden oldu., Senet, ve makineQ.

Şu anda, çeşitli şirketler, çeşitli uygulamalar için LPWAN'ları kuruyor, çoğunun LoRa İttifakına aktif olarak katıldığı yer. LoRa Alliance Mart ayında kuruldu 2015 LPWAN protokollerinin zaferini teşvik etmek. üzerinde bir hayır kurumudur. 500 organizasyon üyeleri.

Ağ tabanlı ağ tabanlı LPWAN Teknolojileri var mı??
Kısaca, örgü ağlar, LPWAN ağları olarak sınıflandırılamaz. Mesh ağları, her birinin bağımsız olarak radyo sinyallerini genişlettiği birbirine bağlı web düğümleri ile tasarlanmıştır.. Mesh ağları, verileri bir kablosuz sensörden diğerine iletmek için ortaklaşa çalışan üç bileşene sahiptir.. Bu örgü ağ bileşenleri; ağ geçitleri, uç noktalar, ve tekrarlayıcılar. yine de, ağ teknolojisi enerji açısından yetersizdir ve orta mesafelerde veri gönderen cihazlarda kullanım için daha iyidir.

LPWANS ve IoT'lerin ilişkisi
LPWAN'lar, Nesnelerin İnterneti alanının patlaması muhtemel olduğundan daha kritik hale gelmeye hazırlanıyor. Çeşitli endüstrilerdeki ve alanlardaki birden fazla LPWAN cihazı, işlevlerini bilgisayara dönüştürmek için birlikte çalışır, operasyon maliyetlerini en aza indirmek, ve daha yüksek üretkenlik yüksekliklerine uçun.

Daha az güç tüketirken, verileri uzun mesafelere hızla aktarabilen kablosuz ağlara ihtiyaç vardır.. Dahası, IoT cihazları kuran şirketler, birkaç sensörü aynı anda internete etkin bir şekilde bağlayan uygun maliyetli çözümlere ihtiyaç duyar.. Yoksa, most exciting IoT applications won’t be realistic.

5G'nin LPWAN'lar Üzerindeki Etkisi
Kablosuz hücresel mobil iletişimde bir sonraki devrim 5G'dir. Teknolojiler, maliyetleri ve gecikmeleri en aza indiren olağanüstü veri hızları vaat ediyor. Böylece, 5G performans yetenekleri nedeniyle, teknoloji inanılmaz teknolojik yenilik açacak.

Dahası, 5G teknolojisi, IoT'nin bağlanabilirliğini büyük ölçüde artıracak ve aynı anda hem internete hem de birbirine bağlanabilen kablosuz sensörlerin sayısını artıracak şekilde ayarlanmıştır.. LPWAN teknolojilerinin önemi, 5G kapsamının yaygınlaşmasıyla artacaktır..

LPWAN uygulamaları
Aşağıda, LPWAN Technologies'in çeşitli uygulama kullanım durumları yer almaktadır..

Elektrik ölçümü

LPWANS, elektrik ölçümünde uygulanabilir. Elektrik ölçüm pazarındaki şirketler genellikle düzenli iletişime ihtiyaç duyar, yüksek veri hızları, ve daha düşük gecikmeler. Esasen, bu LPWAN elektrik sayaçları, kesintisiz bir güç kaynağına sahip oldukları için uzun ömürlü piller veya daha düşük enerji tüketim oranları gerektirmez. Elektrik sayaçları firmalarının kesinti gibi anlık kararlar alabilmesi için, yükler, ve kesintiler, izleme amacıyla gerçek zamanlı bir şebekeye ihtiyaç duyarlar.

Akıllı tarım

LPWAN'lar tarımda da kullanılıyor. Buraya, LPWAN teknolojileri, uzun pil ömrüne sahip sensör cihazlarına sahip olmalıdır. Bu sensör cihazları, verimi önemli ölçüde artırır ve su tüketim oranlarını en aza indirir.. Cihazlar ayrıca çevre koşullarında herhangi bir değişiklik yaşadıklarında algıladıkları verileri düzenli olarak günceller..

Üretim otomasyonu

Üretim otomasyonunda, LPWAN'lar gerçek zamanlı makineleri izliyor, böylece uzaktan kontrole izin vererek verimliliği artırır ve endüstriyel üretim hattını önemli ölçüde iyileştirir. Fabrika otomasyonunda çeşitli iletişim ve sensör gereksinimleri mevcuttur.. LoRa, izleme ve varlık takibi için uzun ömürlü pillere ve düşük maliyetli sensörlere ihtiyaç duyan uygulamalar için mükemmel bir çözümdür..

Akıllı bina

Güvenlik için akıllı binalarda LPWAN IoT sensörleri, sıcaklık, nem, elektrik fişleri, ve su akışı, mülk yöneticilerini uyarmak için dağıtılır. Bu sensörler ayrıca hasarları önlemeye yardımcı olur ve manuel bir bina monitörüne gerek duymadan taleplere anında tepki verir.. Bu sensörler, uzun ömürlü pillere sahip ucuz LPWAN Technologies cihazları gerektirir.

Perakende satış noktası istasyonları

LPWAN'lar, garantili kaliteli hizmetlere ihtiyaç duyan satış noktası sistemlerinde kullanılır.. Bu sistemler düzenli iletişimi yönetir; bu nedenle sürekli bir elektrik gücü kaynağı ile inşa edilirler.. Yapılan işlem sayısını sınırlamayan, canlı bir düşük gecikme süresi gerektirirler..

Lojistik palet takibi

şu anda, LPWAN'lar, ürünlerin yerini ve koşullarını belirlemek için lojistik palet takibinde uygulanır.. Her lojistik şirketinin, tesislerinde garantili kapsama alanına sahip olmalarını sağlamak için LPWAN Technologies sistemine sahip olması gerekir.. Lojistik palet takibi uygulaması, hibrit dağıtım çözümünün mükemmel bir örneğidir. Uzun ömürlü pillere sahip ucuz cihazlar gerektirir ve tüm araçlara kolayca yerleştirilebilir.

LPWAN Teknolojilerinin Güvenliği

Tüm LPWAN IoT altyapıları, güvenlikle ilgili çeşitli zorluklarla karşılaşır. IoT, nispeten büyük iletim süresi ve uzun bağlantı aralıkları nedeniyle saldırı platformunu genişletiyor. Her teknoloji, tümü potansiyel güvenlik açığı riski altında olduğundan, iletişimini güvenlik önlemleriyle güvence altına alır..

LoRA, güvenliğini AES-128 şifreleme yöntemini kullanarak gerçekleştirir. Bu teknik, LoRaWAN'da birden çok şifreleme katmanı sunar. LoRa, paketlerini ağa güvenli bir şekilde korumak için uygulama anahtarlarını ve ağı kullanır. Ağ ve uygulama oturum anahtarları, 128 bit AES uygulama anahtarı (Uygulama anahtarı).

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. Dahası, ağ oturum anahtarı, her cihaz için benzersiz imzalar geliştirmek için kullanılabilir. Uygulama oturum anahtarı, veri şifreleme ve şifre çözme işlemlerini gerçekleştirir. Bir XOR işlemi her mesajı şifreler. Ek olarak, ağ ve uygulama oturum anahtarları tarafından oluşturulan bir anahtar akışını kullanarak şifrelenmiş yükü oluşturur, uplink ve downlink mesaj sayacı ile birlikte.

Lora, şifrelemeden önce ve sonra aynı mesaj uzunluğunu veriyor, ve kötü niyetli varlığa, şifrelenmiş mesajlardan ana akımı yeniden yapılandırma şansı sunar.. LoRa cihazları için belirlenmiş güvenlik mekanizmasıyla bile, bu cihazlar hala sıkışmaya karşı savunmasızdır, solucan deliği, ve tekrar saldırıları.

LPWAN Technologies'in geleceği

LPWAN'lar kritik faydalar ve olanaklarla birlikte gelse de, hala onlarla ilişkili birkaç ciddi zorluk ve risk faktörü var. LTE-M ve NB-IoT, her ikisi de Nokia ve Qualcomm gibi çeşitli yerleşik endüstriler tarafından uygulanan hücresel standartlardır., LPWAN'lar için ana risklerden biridir. Bu ağlar, Verizon ve AT gibi büyük operatörler tarafından ağ hücresel yazılımına kolayca yükseltilebilir ve dağıtılabilir.&Sadece bir düğme hareketiyle T. Bu, hücresel şirketlerin, herhangi bir ekstra donanım gerektirmeden, sesli GSM frekanslarını yeniden çerçeveleyerek dar bant uygulamalarına verimli bir şekilde hizmet vermelerini sağlar..

What’s better is that these cellular companies can still articulate this using the same achievable price point when they wish to do so. Hücresel şirketlerin LTE-M'yi büyük miktarlarda mobil veri ve ses hizmetleri kullanan büyük şirketlere pazarlaması daha olasıdır.. Hücre sağlayıcıları ahize sözleşmelerinde büyük miktarda dolar topladıkça, hala ucuz düşük kaliteli veri hizmetleri sağlamaları gerekiyor. Bu, bunu stratejileri olarak uygulamaları durumunda bazılarını çalma fırsatı sağlayabilir.. Tercihen, hücre sağlayıcıları, yalnızca veri aktarımından daha fazla değer sunmaya çalışmalıdır. LoRa Alliance üyeleri hedeflenen uygulamalar geliştirirse, LTE-M fırsatları onları asla hareket ettiremez.

Doğru LPWAN Teknolojileri nasıl belirlenir

IoT projeniz için doğru LPWAN Teknolojilerini seçerken birkaç faktörü göz önünde bulundurmak önemlidir.. Göz önünde bulundurmanız gereken bu üç temel endişe,;

güç tüketimi

Pil gücüyle çalışırken sensörlerinizin sahada olacağı gün sayısını dikkate almak önemlidir.. Ayrıca, cihazların dış mekanda kullanılıp kullanılmayacağını düşünün, kış günlerinde bile, ve sensörlerinizin veri iletmesi için ne sıklıkla gerekli olacağı.

bağlantı

İletişimin kapsadığı aralığı unutmayın, her mesajı göndermek için gereken veri miktarı, ve cihazların coğrafi konumu. Üstelik, ağınızın hizmetini ve altyapısını dışarıdan temin etmeyi mi tercih edeceğinizi veya ağınızı ve onun üzerinden çalışan verileri kişisel olarak kontrol edip etmeyeceğinizi düşünün..

Mobil veya sabit

LPWAN ağ geçidi mesafesinin sabit olduğu yerlerde cihazlarınızın statik mi olacağını yoksa tüm olası lokasyonları kapsayan altyapıları ile cihazlarınızın hareketli mi olacağını düşünün..

Tüm LPWAN ağlarının maliyet açısından farklı güçlü ve zayıf yönleri vardır., güç, ve güç. MOKOLoRa'nın sahip olduğu LoRaWAN Çözümleri konum izleme için,çiftlikler gibi daha büyük alanlarda kullanım için mükemmel olan sıcaklık ve nem izleme, kampüsler, veya küçük hacimli veri iletimi gerektiren şehirler.