LoRa / Sigfox / NB-IoT | LPWAN répond aux exigences d'économie d'énergie IoT

L'une des priorités de développement de l'industrie des TIC pour la prochaine phase des choses, il y aura beaucoup équipe ups verrouillé choses à thème Smart City a introduit une variété de produits et d'applications, au développement de nouvelles domaine des TIC hauteurs. Physique le développement en réseau vers les villes intelligentes comme une broche, malgré les aléas de l'application concernée, mais toujours besoin d'un réseau sans fil que le mécanisme sous-jacent. en outre, afin de répondre à l'appareil d'économie d'énergie des choses, des scénarios d'application pour la transmission à longue distance des données, faible En conséquence, le réseau étendu de faible puissance (LPWAN) est né.

les choses LPWAN sont parlé pendant de nombreuses années après, de toutes choses la mise en œuvre du réseau le plus spécifique. Parce que pas trop compliqué pour l'audio et la vidéo, la transmission de données, messagerie instantanée, etc., est très optimiste quant au nombre d'appareils savants les choses se développent, et d'estimer le nombre d'appareils seront mis en réseau 2021 Accumuler jusqu'à 28 milliards, dont 15 milliards sont des choses face à l'appareil de cette tendance, l'industrie, mais aussi la montée d'une vague de boom de l'investissement, dans l'espoir de saisir les opportunités rapidement mise en page.

Les développements dans le domaine de la communication sans fil assez rapidement, les deux dernières décennies, depuis l'avènement des téléphones mobiles a maintenant discuté de la norme de cinquième génération. Mais avant 5G, l'industrie LPWAN a officiellement lancé continue à alimenter l'avant, en raison LPWAN des difficultés techniques liées est pas élevé, donc beaucoup de longue distance technologie de faible puissance après l'autre a été proposé. selon Ericsson rapport mobiles tendances (Ericsson rapport mobilité) prévu en 2023 avec la capacité des choses ont des dispositifs LPWAN dépasseront 40 millions d'unités.

À l'heure actuelle la plupart de l'attention de LPWAN technologie LoRa, SIGFOX, NB-IdO. En ce qui concerne le statut du service fourni par l'industrie LPWAN peuvent être largement classés dans la catégorie des systèmes de compteurs intelligents, quatre grands domaines de la gestion du stationnement, le suivi des actifs, la surveillance environnementale, Le tableau 1 répertorie plusieurs cas d'applications liées à l'IoT utilisant la technologie LPWAN dans le monde.

La technologie est LoRa bande sans licence (Unlicense Band), la transmission de données basé sur une modulation à spectre étalé Chirp Spread Spectrum linéaire (CSS) à la même fréquence, différente séquence d'étalement du dispositif de terminal ne pas interférer avec inférieures à 1 GHz. Et avec Les scénarios d'application changent et le mode de fonctionnement du terminal peut être réglé sur trois modes de transmission différents: Classe A, Classe B et Classe C pour répondre aux différentes exigences de l'application.

Et la même technique SIGFOX bande non autorisée, qui est le taux de transmission le plus faible que 100bits / s, chaque appareil peut transmettre jusqu'à 140 messages par jour, et chaque charge utile de message (Payload) jusqu'à 12bytes. Tant que le dispositif utilisé SIGFOX Protocole radio, Dans le bon signal de fréquence, la station de base recevra son propre message, le dispositif (TX) et la station de base (RX) sans aucune communication entre.

D'autre part, la technologie NB-IdO bande sous licence (licence Band), a considérablement amélioré la technologie de mise en réseau en ligne dans un grand déploiement LPWAN a généré une collision. Mode de fonctionnement peut être divisé en trois, tout d'abord au Nouveau-Brunswick-IdO les transporteurs LTE indépendants de la bande de fréquence d'origine de l'opération (en mode autonome), pour les secondes bandes de garde entre le premier porte-LTE (bande Guard) insérée dans le support d'exploitation NB-IdO (mode Garde-bande), le troisième Il s'agit de réduire la bande de fréquence porteuse (mode intrabande) pour le fonctionnement NB-IoT dans la porteuse LTE utilisée par l'opérateur.

Défis technologiques de réseautage

LoRa, SIGFOX, NB-IdO ont leurs propres avantages, décrits ci-dessous pour l'état de la technologie et explorer les défis que ces avantages techniques d'où le développement apportera LoRa.

Fanfares LoRa

LoRa est la technologie la plus de LPWAN de soutien de l'industrie, dirigé par IBM, Cisco, composé Union LoRa. Fabricants de l'Union dans tous les domaines, bien que différents types, mais tous sont devenus un chef de file dans l'ère des choses objectif commun. Rend l'Union depuis Mars ici à 2015 depuis sa création, le nombre de membres de la croissance rapide, a atteint 460. lorawan en particulier par les opérateurs de télécommunications à l'appui, en vertu, tout en soutenant hon Hai Group, les télécommunications Asie-Pacifique Taiwan ressources du coréen SK Telecom, orange France, ZTE et China Telecom, la mise en place des riches réseau dans le champ Hong lorawan a maintenant plus de 120 villes le fonctionnement du réseau, alors que le réseau Fulcom à Taipei, Taiwan et le nouveau déploiement de 500 stations de base Taipei. Cependant, les sociétés liées aux puces Union est tout à fait maillon faible depuis la technologie de base de réseau LoRa Semtech se trouve dans le corps, si vous souhaitez étendre la coopération entre les fabricants de puces, généralement dans le MCU avec puce de communication ou d'un module de Semtech de manière lancé.

. SIGFOX atterrissage plage

SIGFOX par les opérateurs de réseaux français SIGFOX la technologie auto-développé, construire des réseaux se développent, plus vite que d'autres concurrents saisirent le marché, c'est la stratégie adoptée par les entreprises de démarrage. À l'heure actuelle, SIGFOX couverture mondiale du réseau a atteint 32 pays, l'année prochaine devrait être finalisée dans 60 pays le déploiement de base. la technologie en amont SIGFOX sans licence IP, complétée par le modèle d'intégration verticale, fabriquée à partir de l'amont à l'approche réseau du déploiement de matériel, un guichet unique pour attirer de nombreux fabricants à se joindre à son écologique système matériel partenaire de fabrication a 71, le fournisseur de plate-forme IdO a 49 fournisseurs de puces 8, 15 fabricants de modules, les fournisseurs de logiciels et de services de conception et élevé 30 / capital-risque dont quatre approvisionnement puce opérateurs de fret, y compris Texas Instruments (TI), STMicroelectronics (ST), Silicon (Silicon Labs), ON (sur semi), NXP (NXP), Ethertronics, Microchip et - communications (M2Comm).

Parking intelligent est l'un des LPWAN clé de la technologie importée, il est prévisible que cette application va bientôt déclencher une vague de guerre des prix, alors que SIGFOX avantages à faible coût, et le plus technologiquement simple, il est possible de réaliser dans un terminal à puce de temps 2 En revanche, l'opérateur de Sigfox Asie Yoo Nabi a annoncé en Octobre de cette année, les frais, frais mensuels entre NT 2 yuans à 22 yuans, faisant de Taiwan un Sigfox Le marché le moins cher du monde est appelé à relever le défi de LoRa.

NB-IoT prêt à partir

organisation mise NB-IdO 3GPP est favorisée par la génération de la technologie de communication sans fil par les normes de télécommunications internationales IOT, seulement un taux de transfert de données plus élevé, il y a une grande quantité de transfert de données, tout en plus la bande sans licence basée sur la transmission préférée qualité. la technologie utilise les réseaux cellulaires de conception originale de chiffrement, de manière à envoyer le message, avec un niveau de sécurité plus élevé. Bien que les normes NB-IdO pour terminer cette année, le plus rapide sera des applications commerciales officiellement lancé l'année prochaine, mais pas non plus obtenir Les petites entreprises, telles que Vodafone, un opérateur de télécommunications britannique, ont la possibilité de prendre la tête du marché du LPWAN d'ici 2018 et sont rivales avec LoRa.

Les applications de technologie de réseau ont leurs propres avantages

Avec la croissance continue des services publics applications IdO telles que les villes intelligentes de compteurs d'eau, détecteurs de fumée, réservoir de carburant et d'autres échelle, une augmentation de plus d'applications ont besoin d'une petite quantité de données et l'utilisation de la transmission sans fil à longue distance entre les appareils et équipements. Internet des objets Le champ d'application sera de plus en plus élargi, mais la situation d'application variera en fonction du chantier.

LoRa est à faible coût

La technologie LoRa est une technologie de communication sans fil IoT sans licence avec des caractéristiques de transmission à longue portée et de faible puissance, y compris des distances de transmission couvrant une portée de plus de 10 kilomètres, et une batterie intégrée Peut être maintenu pour plus de 10 ans d'utilisation du temps, le coût pour l'entreprise d'installer et de déployer le coût est inférieur.

Ce n'est qu'en ajoutant des centaines de stations de base de communication sans fil LoRa aux stations de télécommunications existantes 3G / 4G que le géant néerlandais des télécommunications KPN a construit avec succès un réseau de capteurs sans fil LoRa couvrant tout le pays et fournissant au moins l'éclairage routier. Panneaux de signalisation, détecteurs de fumée, gestion des déchets et suivi mobile 1,5 million d'appareils IoT utilisés.En outre, le plus grand opérateur de télécommunication de Corée du Sud, Beijing Telecom fournit également des services IoT d'affaires de réseau LoRa à Daegu même Taipei, New York D'autres villes construisent également progressivement un réseau LoRa pour créer des applications IoT.

Atilze numérique en 2017 a déclaré la fin d'Avril dans le déploiement Malaisie premier réseau LoRa, et l'utilisation de la technologie lorawan construire 25 LoRa Gateway, il est prévu de fournir plus de 3 millions de composants Lora connectés au réseau en l'an 2020. Atilze offre réseau numérique voiture, systèmes d'aide à la conduite (ADAS), villes intelligentes, agriculture intelligente, la maison intelligente et d'autres services choses. SK Telecom système de gestion dans le véhicule se déplace, les conditions de conduite du véhicule de retour système cette année en Septembre, l'utilisation de la technologie LoRa. LoRa SK Telecom système choses combine technique LTE-M, pour fournir le compteur, un système de suivi, des systèmes de surveillance, systèmes de sécurité, les bâtiments d'usine et services. la figure 1 est utilisé dans le système de suivi de la plate-forme SK Telecom. comme le montre, les fonctions des composants de suivi relié à l'art par LPWA DCU, et faire l'ensemble est contrôlé par Internet ThinkgPlug. Comme le montre, ThinkPlug par le directeur de la technologie Internet oneM2M peut être fourni via une interface Web pour l'ensemble de commande 2. SK Telecom est également utilisé dans les techniques LoRa L'Indonésie fournit des systèmes de localisation de véhicules, des compteurs intelligents, etc. SK Telecom prévoit également d'offrir en Inde d'ici 2018 un contrat avec ThingPlug IoT Ping de SK Telecom. Construire un service de télévision.. La figure 3 est prévue dans les systèmes de sécurité de l'usine SK Telecom et services intelligents utilisant le bâtiment intelligent et Internet des choses LoRa. Comme le montre, l'utilisation de SK Telecom sur le système de sécurité ou l'usine de robot provisionnée grand nombre de capteurs , à travers l'ensemble de capteur Beacon émis pour communiquer, les informations collectées par l'ensemble capteur LoRa par LoRa ou réseaux WiFi pour transmettre des informations vers le serveur d'arrière-plan système SK Telecom, l'administrateur peut SK Telecom plate-forme EHS Pour surveiller le système.

Figure 1 La plate-forme SK LoRa utilisée par SK Telecom pour suivre le système

Source: site web de SK Telecom

Figure 2 Source de données de la plate-forme ThingPlug: site Web de SK Telecom

Figure 3 Plate-forme LoRa de SK Telecom pour les systèmes de sécurité et les Smart Fabs et les bâtiments intelligents Source de données: Site Web de SK Telecom

En plus des fournisseurs des opérateurs traditionnels en services LoRa, le marché a mis beaucoup de solutions de système Lora, représenté sur la figure 4, LoRa fournisseur de la chaîne de produits peut fournir des composants Lora de produits de premier ordre et d'autres services.

Figure 4 Source de données de la chaîne de production du réseau LoRa: site Web de l'IDS

LoRa Bien que beaucoup de choses peuvent être utilisés dans le système, l'industrie utilise de plus en plus, mais il y a des avantages et des inconvénients à Lora utiliser., Comment intégrer de façon transparente 5 LoRa construire un réseau et l'environnement informatique existant également une influence LoRa construire des questions. réseau LoRa et comment l'environnement existant et de construire un nouvel avenir dans un environnement de collaboration, comment pouvons-nous gérer ces systèmes, comment assurer la sécurité du système, le problème est à résoudre, en particulier dans ces choses assemblées En raison de leur faible coût et de leur faible coût, ces composants LoRa IoT offrent beaucoup moins de sécurité que les systèmes informatiques et de téléphonie mobile existants, en raison de l'absence de mécanismes de sécurité conçus pour être facilement submergés. les attaques réseau (DDoS), et parce que le déploiement du système LoRa dans les appareils ménagers intelligents sera plus proche de la vie de l'utilisateur, les problèmes de sécurité de l'information causés sera plus grave a beaucoup l'industrie utilise le système LoRa pour fournir des services de plantes intelligents, mais installé. Le système de capteur IoT de la machine est piraté, il y aura des problèmes de sécurité en usine pour considérer le système LoRa IoT en raison de la faible coût, faible puissance, transmission à grande distance, composants Avec une utilisation à long terme (durée de vie plus de dix ans), etc., peuvent fournir une gestion automatisée rapide de construction intelligente au début, mais après le déploiement dérivé des failles de sécurité est un gros problème.

Figure 5 Analyse des risques pour LoRaWAN Business et IT Source: Site Web d'IDC

Sigfox devrait être surveillé intensivement

SIGFOX plus grande caractéristique est que le taux de transmission est faible, une large gamme de transmission, très approprié pour le développement d'un large éventail de surveillance de l'environnement. Toutefois, le montant de la technologie de transfert de données sont la limite quotidienne, ne peut pas transmettre des messages complexes. Message à la base sur la base, la fréquence de retour à faible débit , demande horaire retour seulement, comme l'eau, les compteurs d'électricité, éclairage public et un autre contrôle intelligent, il est adapté à la technologie SIGFOX. Cependant, en Europe et en Amérique la réponse récente à la réduction du carbone, ont mis en place une tarification différentielle nette hors pointe, la fréquence sera de retour débit d'améliorer le retour sur toutes les 15 minutes. si la fréquence de transmission dense, la technologie SIGFOX ne peut pas charger tandis que les opérations de réseau de base SIGFOX et les opérateurs de réseaux de distribution dans le maître capitale française SIGFOX, et souligné qu'un pays un opérateur régional, le même réseau mondial , dans une certaine mesure aussi le développement d'une pierre d'achoppement majeure, parce que les fournisseurs de télécommunications moins de soutien, SIGFOX pour entrer dans le marché des consommateurs, la difficulté des choses sera probablement encore renforcée.

NB-IoT prend les devants

NB-IdO en raison de l'utilisation du spectre sous licence, peut avoir un titre de qualité professionnelle et l'assurance qualité de service, et de soutenir la mise à niveau du réseau actuel est lié à être dans les plus brefs délais pour saisir le marché. Technologies NB-IdO les plus appropriés pour une utilisation dans la transmission nécessite souvent possédé court Applications de retard de liaison descendante (Downlink Delay).

Cependant, le coût de déploiement NB-IdO est plus élevé que d'autres techniques LPWAN, le coût matériel élevé, la perte de vie de la batterie est grande, la consommation d'énergie de l'appareil est de 5 fois l'appareil LoRa. Dispositifs IdO aujourd'hui sur le marché sont plus aux fins de transmission de données, par exemple: les compteurs d'eau, capteurs, etc. par conséquent, même si le NB-IdO a commencé à développer des applications commerciales, il est un appareil LoRa difficile ou substitué LoRa la maturité technologique des NB-IdO environ un ~ ans, si elle ne peut pas être utilisé. Deux années de bon développement, saisir le meilleur moment pour ouvrir l'écart, peut-être vous pouvez prendre l'initiative, et prendre une place sur le marché.

Diverses coopérations techniques pour compenser les déficiences de l'autre

Dans un proche avenir, en tant que parc scientifique et technologique avec le centre économique de Taiwan, il importera des technologies de l'Internet des Objets pour collecter des données d'usines telles que la température, l'eau et le gaz et assurer le suivi environnemental. Augmenter la capacité de production pour la fabrication intelligente. Bien que la distance de transmission de données de LoRa sans Sigfox loin, mais la bande passante de transmission relativement élevée, est la technologie de choix. Avec 10 mètres de fabrication de plaquette, par exemple, dans l'usine pour construire un Fermé LoRaWAN, les coûts de construction et de difficulté ne sont pas élevés.Les entreprises planteront les données recueillies peuvent être transmises à travers une plus large gamme de réseau NB-IoT ou le réseau 4G LTE existant au nuage ouvert ou nuage privé, Intégrera les données provenant de plusieurs sites pour une analyse groupée, comme le dit Olivier Hersent, fondateur de la norme LoRa: LoRa et NB-IoT n'ont pas de rivalité mais évolueront vers un partenariat comme Wi-Fi et LTE, Cependant, LoRa a également une intégration transparente des réseaux LoRa avec les environnements informatiques existants et la manière dont ces systèmes peuvent être gérés et comment assurer la sécurité du système. Le problème, surtout si le dispositif des choses en l'absence de conception des mécanismes de sécurité, plus susceptibles de développer des problèmes de sécurité de l'information graves.

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