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物联网低功耗广域网(LPWAN)的比较


越来越多的设备正在加入物联网。连接远程电池供电设备的无线技术现在已经建立起来。这些低功耗广域网(lpwan)可以连接这些类型的设备。

但并非所有的LPWAN都是平等的。有许多可比较的技术,在频谱的授权和未授权部分都有运行。虽然这种选择对产品设计师来说是好事,但仔细考虑这些选项现在是至关重要的。有了正确的技术,LPWAN设备将能够无缝高效地连接。

低功耗广域网供电技术

传统的无线技术不太适合连接远程的电池供电设备,如传感器。随着传感器变得越来越普遍,市场需要更多的方式来连接这些传感器;以新的方式从这些数据中创造价值。

为了继续发展智能家居和智能零售技术,以及智能电网和工业物联网,我们需要连接以下设备:

远程的:在没有传统LTE覆盖的地方,或者信号穿透不够远的地下深处。

电池供电:这部分市场上的设备通常由一个电池供电。更多的电池增加了他们的成本,而且连接到电网并不总是可能的。

少说话:此类设备不需要传输大量数据。

便宜:为了实现一个质量传感器的世界,这项技术必须使其负担得起。

每一个需求都对无线设计提出了独特的挑战。这就需要一个小型、紧凑的设备,它既坚固耐用,又能以最小的电池功率持续数年。

理论上讲,LPWAN技术能够连接任何小型的电池供电设备长达10年。这使得它非常适合于对数据需求最小的遥感器和其他应用程序,甚至对于那些位于地下或室内深处的应用程序也是如此。

在过去的10年里,SigfoxLoRa、窄带物联网和失重技术已被广泛视为领先技术,但仍有更多的竞争性技术出现并确立了自己的地位。

Sigfox

射程10-40公里

带宽100赫兹

ISM频段(未经许可);欧洲868兆赫,北美915兆赫,亚洲433兆赫

不支持身份验证/加密

标准化专有,与ETSI合作标准

Sigfox是超低数据速率设备的最佳解决方案,其首要任务是延长电池寿命。它完全独立于任何现有的网络基础设施运行,因此覆盖范围还不完全是通用的——目前还没有。

LoRaWAN

射程5-20公里

带宽250 kHz125 kHz

欧洲868兆赫,北美915兆赫,亚洲433兆赫

支持身份验证/加密(AES 128b

标准化LoRa联盟

LoRaWAN是另一种利用未经许可的ISM波段的技术。在欧洲,这是868兆赫,在北美和亚洲分别是915兆赫和433兆赫。因此,它需要与Sigfox进行比较。然而,LoRa在更宽的带宽上使用窄带信号,这使得它不太容易受到干扰。

失重

射程2-10公里

带宽12.5 kHz

频率未经许可的亚gHz频段

身份验证/加密AES-128/256

标准化开放标准

失重是另一种窄带无线电技术,它可以实现上下行通信。失重最吸引人的特性之一是,它有100%完全认可的传输。失重是LPWAN技术的开放标准,它使长距离,长电池寿命和超低成本IoT产品能够在世界范围内快速经济地部署. 当前有失重技术的两个版本,失重W和失重N.

窄带物联网

射程1-10公里

带宽200 kHz

频率许可LTE频率

身份验证/加密LTE类加密

标准化3GPP

NB IoT使用许可的LTE频谱。这些标准已经被3GPP批准,并且该技术已经被广泛应用。这项技术是为大规模分布式设备而设计的,比如传感器,它们完全由电池供电。

用例和技术选择

lpwan提供了连接以前无法实现连接的设备的机会。因此,新的和现有的应用程序可以通过这些网络进行连接。然而,选择正确的一个是至关重要的。

窄带物联网在最“健谈”的应用中表现最好。例如,智能电网监视器可能是最好的选择。他们需要提供近距离实时的连接,而且通常是高速数据传输。它们甚至可以由非电池供电。信号的深度穿透也使位于地下深处的设备能够实现连通性。

在需要长电池寿命的情况下,SigfoxLoRaWAN提供了最有益的一组规格。以农业监测仪和传感器为例,它们通常位于偏远地区。他们将优先考虑电池寿命高于其他特性。数据可能不会如此频繁地通信,并且数据吞吐量可能最小。LTE覆盖在这些远程位置并不总是得到保证。

在零售环境中,LTE覆盖是典型的。对于支付终端等应用程序,高质量的服务是确保交易完成的必要条件。安全是另一个关键因素。这种需求的结合使得窄带物联网成为技术的自然选择。

失重技术在超低吞吐量应用中蓬勃发展,靠近基站;使其成为工业环境的理想选择。它的部署成本低廉,非常适合工厂和仓库的内部托盘跟踪。


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