Što je širokopojasna mreža male snage i čemu služi?

Internet nastavlja rasti, a Internet of Things (IoT) jedno je područje koje nastavlja rasti velikom brzinom. Velik dio ovog rasta pokreću mreže širokog područja niske potrošnje (LPWAN), vrsta veze male snage za mrežu širokog područja koja je korisna za implementaciju i korištenje IoT-a.

Dakle, pogledajmo pobliže LPWAN-ove, različite vrste LPWAN-ova i neke primjere iz stvarnog svijeta kako se koriste.

Što je IoT?

Da biste razumjeli LPWAN-ove, morate razumjeti što je IoT. Ne trebamo ovo detaljno pokriti, ali malo znanja će pomoći u razumijevanju LPWAN-ova.

Pojam IoT odnosi se na fizičke uređaje koji su međusobno povezani. Ovi uređaji uključuju sve, od pametnih termostata u vašem domu do pametnih uličnih svjetala u gradu.

Neki uobičajeni uređaji s omogućenim IoT-om uključuju:

• Pametni kućni uređaji: Termostati, rasvjeta, sigurnosne kamere
• Industrijski: Senzori u proizvodnoj opremi, senzori za kontrolu zaliha
instagram viewer
• Pametan grad: Ulična rasvjeta i semafori, javni prijevoz
• Poljoprivreda: senzori tla, pametno navodnjavanje, kontrola stoke

Ovo je samo nekoliko načina na koje se koristi IoT. No, da bi IoT sustavi radili, moraju biti povezani, a LPWAN-ovi često igraju tu ulogu.

Što je LPWAN?

LPWAN je bežična komunikacijska mreža koja može isporučiti prijenos podataka niske propusnosti i niske snage preko širokog područja. Zbog područja koje LPWAN može pokriti, savršen je za pomoć u komunikaciji IoT mreža.

LPWAN nema određenu fiksnu veličinu područja koju može pokriti. Pokrivenost ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući tehnologiju prijenosa, broj povezanih IoT uređaja, dostupne brzine prijenosa podataka i još mnogo toga. Nadalje, drugi čimbenici utječu na pokrivenost i prijenos LPWAN-om, poput prepreka u okruženju.

Kako rade LPWAN-ovi?

Svojstva niske potrošnje energije LPWAN-ova ključ su njihove funkcionalnosti. IoT uređaji često su uređaji s baterijskim napajanjem i malom potrošnjom energije. Osim toga, većina IoT uređaja prenosi male količine podataka niskim brzinama prijenosa. To čini LPWAN idealnim za povezivanje ovih uređaja na velikim udaljenostima uz minimalnu potrošnju energije.

LPWAN-ovi uglavnom koriste nelicencirane radijske frekvencije. To negira potrebu za licenciranjem i smanjuje troškove. Kako se podaci kodiraju i prenose ovisi o vrsti LPWAN-a. Ali u središtu svake vrste je tehnika modulacije dizajnirana za prijenos podataka na velike udaljenosti uz minimalne smetnje.

Neke od metoda korištenih da se to postigne uključuju:

• Korištenje kodova za ispravljanje pogrešaka
• Širenje signala (širi signal preko širokog frekvencijskog pojasa)
• Smanjenje brzine prijenosa podataka

Prilično je korisno razmišljati o slavini za vodu. Uključite ga do kraja i imat ćete snažan protok; ovo bi se moglo usporediti s tradicionalnom mrežom širokog područja (WAN) s puno podataka (vode) koji teku vrlo brzo. Loša strana je to što je potrebno mnogo snage da bi protok tekao.

Smanjite taj protok na ravnomjerno kapanje i dobit ćete LPWAN. Voda će i dalje prijeći istu udaljenost, ali je potrebno malo snage da bi curenje moglo teći.

3 ključne prednosti LPWAN-ova

Razlog zašto se LPWAN-ovi koriste za povezivanje IoT uređaja može se sažeti razmatranjem tri ključne prednosti koje ove vrste mreža nude.

1. Cijena: Cijena LPWAN-a niža je od tradicionalnog WAN-a. S gledišta hardvera i troškova implementacije, LPWAN-ovi nude jeftino rješenje za povezivanje.
2. Raspon: Raspon LPWAN-a varira ovisno o čimbenicima kao što su topologija, zahtjevi dizajna, uvjeti okoline i smetnje. Tipična mreža može raditi u rasponu od oko šest milja. Ali kao što ćemo pogledati u sljedećem odjeljku, neki tipovi LPWAN-a imaju maksimalni domet od oko 25 milja.
3. Vlast: LPWAN primopredajnici, senzori i drugi predmeti obično su uređaji male snage. Primjerice, mnoge od njih napajaju se baterijama, a uobičajeno je da se životni vijek baterije mjeri godinama.

Ovi atributi doprinose prihvaćanju LPWAN-ova kao glavnog oblika povezivanja za milijune IoT uređaja.

Glavni tipovi LPWAN-a

Postoji nekoliko različitih vrsta LPWAN-a. Tip LPWAN-a koji odaberete ovisi o nekoliko čimbenika. Kao primjer, Sigfox tip LPWAN-a može se pohvaliti dometom do 25 milja; to ga čini korisnim tamo gdje su uređaji razbacani na velikom dometu.

Evo nekoliko najčešćih vrsta LPWAN-a:

• LoRaWAN: Ovo koristi tehniku ​​koja se zove Chirp Spread Modulation za postizanje komunikacije na daljinu. Ista tehnika omogućuje da se to postigne uz vrlo nisku potrošnju energije. LoRaWAN-ovi nude nekoliko prednosti, uključujući niske troškove i skalabilnost. Također ima podršku za značajke geolokacije i dvosmjernu komunikaciju.
• NB-IoT: Ovo je LPWAN koji radi preko mobilnih mreža. To mu omogućuje da zadrži značajke definiranja LPWAN-a, ali ima dodatne prednosti povećanih brzina prijenosa podataka i poboljšane sigurnosti.
• Sigfox: Sigfox je vlasnička LPWAN usluga koja se može pohvaliti globalnom pokrivenošću. Koristi modulaciju ultra uskog pojasa kako bi ispunio zahtjeve za dometom i snagom povezanih uređaja i, u optimalnim uvjetima, može postići domet do 25 milja.
• Bez težine: Weightless postiže svoje LPWAN ciljeve povezivanja na velike udaljenosti i male potrošnje koristeći širokopojasnu frekvencijsku modulaciju i ortogonalno frekvencijsko multipleksiranje. Ovo je još jedna usluga koja ima globalnu pokrivenost.

Kao što vidite, postoje različiti pogledi na to kako postići ciljeve LPWAN-a. Međutim, velik dio onoga što pokreće izbor LPWAN-a svodi se na funkcije koje se očekuju da će služiti, što se najbolje može razumjeti promatranjem nekih od načina na koje se LPWAN-ovi koriste.

Za što se koriste LPWAN-ovi?

Toga smo se već dotakli, ali najbolji način da u potpunosti shvatite kako funkcioniraju LPWAN-ovi jest raspraviti neke scenarije iz stvarnog svijeta u kojima se koriste IoT uređaji.

Pametni gradovi

Gradovi sve više koriste LPWAN mreže s velikim učinkom. Neki od uobičajenih načina na koje se koriste uključuju:

• Pametna ulična rasvjeta: Pametne ulične svjetiljke koriste LPWAN za nekoliko namjena. Najčešći je ušteda energije podešavanjem svjetline svjetla ovisno o čimbenicima kao što su klimatski uvjeti, doba dana i razina aktivnosti na ulici.
• Pametna semafora: Oni se koriste za ublažavanje zagušenja davanjem prioriteta semaforima radi optimizacije protoka prometa
• Pametno parkiranje: Senzori se mogu koristiti za praćenje dostupnosti parkirnih mjesta.

Prelazak na pametnije gradove osmišljen je kako bi se poboljšala kvaliteta života stanovnika i smanjio ugljični otisak i računi za energiju općina.

Poljoprivreda

Poljoprivreda je još jedan sektor koji je doživio brz porast upotrebe IoT uređaja i LPWAN-ova. Evo nekoliko načina na koje LPWAN-ovi pomažu poljoprivrednicima:

• Praćenje tla: LPWAN-ovi i senzori mogu pratiti uvjete tla poput vlage i temperature. To poljoprivrednicima omogućuje uštedu vode zalijevanjem samo gdje i kada je potrebno.
• Kontrola stoke: Lokacija stoke može se koristiti pomoću senzora spojenih na LPWAN.

Ovo je još jedan sektor u kojem LPWAN može smanjiti troškove i utjecaj poljoprivrednih praksi na okoliš.

zdravstvo

LPWAN-ovi transformiraju zdravstvenu skrb i način na koji pratimo pacijente i stanja. Među upotrebama tehnologije su:

• Omogućite korištenje informacija o zdravstvenom stanju pacijenata u stvarnom vremenu uređaji za daljinsko praćenje pacijenata
• Pratite status i lokaciju opreme
• Pratiti i prilagođavati uvjete okoline u zdravstvenim ustanovama

Općenito, LPWANS može pomoći u pojednostavljenju liječenja pacijenata i istovremeno smanjiti režijske troškove.

LPWAN-ovi: Spor i postojan pobjeđuje u utrci

LPWAN-ovi su neopjevani heroji sve povezanijeg svijeta. Koristeći spor i stabilan pristup prijenosu podataka, ove mreže čine naše gradove pametnijima, naše domove sigurnijima, a našu poljoprivredu učinkovitijom.

Moć informacija nije samo u "velikim podacima"; ponekad su male stvari u životu važne.