Teknologi Jaringan LPWA

Jaringan Low-Power, Wide-Area (LPWA) adalah kesayangan baru dalam komunitas nirkabel. Tapi apa sebenarnya LPWA itu dan apa yang tidak bisa membingungkan. Di sini kami memeriksa beberapa teknologi dan perusahaan yang aktif di bidang ini.

Penggerak utama teknologi LPWA adalah keinginan untuk menghubungkan sensor IoT ke internet tanpa biaya seluler (tetapi tetap berpikir demikian), menguras daya atau kerumitan penerapan WiFi, atau batas jangkauan Bluetooth.

Terlepas dari apa yang dipikirkan sebagian orang, teknologi LPWA tidak benar-benar “berdaya rendah” dalam arti bahwa mereka mentransmisikan lebih efisien daripada yang lain. Faktanya, pemancar LPWA membutuhkan 10x atau lebih daya untuk mentransmisikan daripada Bluetooth. Nama daya rendah benar-benar berasal dari arsitektur sistem yang memungkinkan perangkat untuk tidur 99%+ waktu. Saat arus idle (tidur) hanya beberapa mikroamp, masa pakai baterai dapat bertahan selama bertahun-tahun.

Bagian "Wide Area" dari nama itu bisa lebih akurat digambarkan sebagai "High Link Budget." Namun, "Low Idle Current, High Link Budget" tidak memiliki nada yang sama. Margin tautan yang besar dari perangkat LPWA umumnya merupakan hasil dari peningkatan sensitivitas penerimaan di kedua ujung tautan. Ini adalah produk dengan kecepatan data yang sangat rendah dan peningkatan perolehan pemrosesan materi iklan.

Inovasi terakhir dalam teknologi LPWA adalah multiple access. Ini hanya berarti bahwa banyak perangkat dapat mengakses gateway secara bersamaan. Setiap teknologi memiliki cara yang sedikit berbeda dalam melakukan hal ini.

Jadi, untuk setiap teknologi, kami akan membahas

• Bagaimana sensitivitas penerimaan yang tinggi dicapai?
• Apakah skema akses ganda itu?
• Apa kelebihannya?
• Apa kelemahannya?
• Apa model bisnisnya?

Dengan model bisnis, maksud saya, bagaimana penyedia setiap teknologi menghasilkan uang dan bagaimana mereka pergi ke pasar. Ini penting untuk dipahami, karena beberapa perusahaan hanya menyediakan jaringan, beberapa menjual teknologi, dan beberapa melakukan keduanya.

SIGFOX

Sigfox, di usia matang sekitar 7 tahun adalah kakek dari ruang LPWA. Mereka adalah pionir dalam menciptakan pasar. Mereka adalah penyedia jaringan (di AS) dan penyedia teknologi untuk operator di pasar lain.

Kami telah membahas banyak tentang teknologi Sigfox di masa lalu, tetapi sebagai gambaran umum:

• Sigfox menggunakan stasiun pangkalan besar dengan saluran FPGA untuk mendeteksi transmisi DPSK bitrate rendah di ratusan saluran potensial.
• Node akhir secara membabi buta mengirimkan pesan yang sama sebanyak 3 kali, pada 3 frekuensi yang berbeda untuk meningkatkan kemungkinan pesan tersebut diterima.
• Downlink secara teori dimungkinkan, tetapi sangat terbatas karena kapan pun base station mentransmisikan, ia mati, dan dengan demikian meningkatkan risiko kehilangan lalu lintas.
• Teknologi sederhana ini memungkinkan penggunaan berbagai transceiver RF, sehingga pelanggan memiliki banyak sumber pasokan.
• Kasus penggunaan harus yang paling sederhana di IOT, karena hanya 12 byte payload yang tersedia per transmisi.
• Hal-hal seperti pembaruan firmware atau aplikasi kontrol tidak dapat dilakukan dengan Sigfox.
• Karena batas waktu tayang FCC (400 ms), Sigfox memiliki Link Budget sekitar 9 dB lebih buruk di AS, yang bila digabungkan dengan tingkat interferensi yang lebih tinggi pada pita 900 MHz, berarti kinerja jaringan di AS tidak sebagus di Eropa untuk Sigfox.

WAVIOT

• WAVIOT adalah perusahaan Rusia yang menggunakan teknologi yang hampir identik dengan Sigfox.
• Satu perbedaannya adalah mereka tidak menawarkan jaringan, hanya teknologi.
• Tidak seperti Sigfox, siapa pun dapat membeli peralatan WAVIOT untuk membuat solusi.
• WAVIOT menampilkan sinyal melompat yang memungkinkan anggaran tautannya melebihi aplikasi berbasis Sigfox untuk FCC/AS
• Peralatan stasiun pangkalan WAVIOT mahal karena FPGA besar yang dibutuhkan untuk mengimplementasikan semua saluran DPSK.

LoRaWAN

• Seperti Link Labs, LoRaWAN didasarkan pada teknologi lapisan fisik LoRa, namun protokol Symphony Link Link Labs sangat berbeda, dan menawarkan banyak fitur canggih yang tidak dimiliki LoRaWAN.
• LoRa menawarkan sensitivitas penerimaan yang jauh lebih baik di endnode daripada Sigfox, sehingga anggaran tautan lebih seimbang.
• Seperti Sigfox, LoRaWAN adalah akses gaya Aloha asinkron, jadi batasan yang sama seputar downlink berlaku untuk LoRaWAN, seperti halnya Sigfox.
• Baca selengkapnya tentang pertimbangan LoRaWAN di sini.
• Model bisnis LoRaWAN rumit karena LoRa dijual oleh Semtech, tetapi protokolnya dikembangkan oleh LoRa Alliance, dan beberapa operator jaringan juga mengujicobakan jaringan operator berdasarkan LoRa.
• Jaringan operator dan penerapan pribadi LoRaWAN saling mengganggu.

LTE-M1

• Kategori LTE ini memungkinkan perangkat yang hemat daya seperti LoRaWAN atau Sigfox, tetapi dapat memiliki kecanggihan dan kecepatan data LTE. Baca selengkapnya di sini tentang bagaimana LTE-M1 meningkatkan profil daya dibandingkan seluler tradisional.
• Jelas jika Anda menggunakan LTE-M, Anda harus membayar operator jaringan.
• Mensertifikasi perangkat di jaringan operator bisa memakan biaya.
• Jaringan LTE-M1 tidak akan diterapkan di AS hingga tahun 2017.
• Harga LTE-M akan bersaing dengan yang ditawarkan oleh Sigfox (saya yakin).

NB-IOT

• NB-IOT (alias LTE-M2) adalah teknologi 3GPP lain yang baru saja diselesaikan.
• Meskipun secara teknis bukan bagian dari protokol LTE (seperti LTE-M1), ini dapat diterapkan di blok sumber daya LTE yang disamarkan atau di pita pengaman.
• Ini dirancang agar sesuai dengan blok spektrum GSM 200 kHz lama, dan banyak operator di Eropa dan Asia kemungkinan akan menerapkannya untuk perangkat IOT.
• Di satu sisi, Sigfox menciptakan NB-IOT dengan menunjukkan kepada operator bahwa ada bisnis yang bagus untuk perangkat IOT.
• NB-IOT tertinggal sekitar satu tahun di belakang LTE-M1, sehingga jaringan kemungkinan tidak akan siap hingga akhir 2017 atau hingga 2018.
• Pertimbangan yang sama tentang membayar operator jaringan dan sertifikasi perangkat berlaku.

Ingenu

• Ingenu adalah merek baru Onramp Wireless. Mereka memiliki teknologi DSSS 2.4GHz sendiri dan menyebarkan jaringan dengannya.
• Ini memiliki anggaran tautan yang bagus, tetapi modem DSSS di titik akhir agak haus daya dibandingkan dengan LoRa, misalnya.
• Anggap saja mereka seperti LTE-M atau NB-IOT, karena mereka "hanya" penyedia jaringan IOT. Teknologi tidak lebih penting daripada jaringan.
• Mereka hanya ditempatkan di beberapa kota, pada saat tulisan ini dibuat.
• Akan menyenangkan untuk melihat apakah mereka dapat bertahan menghadapi peluncuran besar LTE-M dari ATT dan Verizon.

Kesimpulannya, ada banyak pilihan LPWA yang berbeda di luar sana. Jika Anda ingin teknologi siap pakai untuk Anda gunakan sendiri, lihat Symphony Link. Ini adalah teknologi LPWA tercanggih yang tersedia, di luar LTE-M.

Ingin mempelajari lebih lanjut, silakan unduh whitepaper kami tentang teknologi LPWA: