Menggabungkan kekuatan Bluetooth hemat energi dan LPWA seluler untuk penerapan IoT skala besar
Tarun Thomas George dari Cavli Wireless
Diluncurkan pada tahun 2009, teknologi Bluetooth Low-Energy (BLE) menetapkan dasar untuk masa depan aplikasi di Internet of Things (IoT), terutama berfokus pada aplikasi yang membutuhkan konsumsi daya minimal.
Pada tahun 2017, Bluetooth SIG mengumumkan Bluetooth Mesh yang menstandarisasi beberapa fitur BLE, di mana tujuan akhirnya adalah untuk memperkuat potensi manusia dengan segala cara yang mungkin di era digital saat ini, kata Tarun Thomas George, salah satu pendiri &COO Cavli Wireless
Evolusi teknologi Bluetooth
Pada awalnya, teknologi ini digunakan secara umum untuk streaming data audio dan transfer file, tetapi telah berkembang selama 20 tahun terakhir. Saat ini, perangkat Bluetooth telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan kita dan dapat ditemukan di speaker, headphone, smartphone, TV pintar, jam tangan pintar, dll.
Selain itu, teknologi Bluetooth terus meningkat, sehingga telah berkembang dan diakui sebagai salah satu pilar komunikasi nirkabel terpenting untuk Internet of Things (IoT).
Bluetooth adalah teknologi komunikasi nirkabel untuk transmisi jarak pendek, titik ke titik, dan titik ke titik ke banyak titik, yang beroperasi pada pita frekuensi Radio (RF) 2,4 GHz yang ditetapkan oleh Industri, Ilmiah, dan Medis (ISM) tanpa izin untuk kemudahan penggunaan.
Itu distandarisasi dalam protokol IEEE 802.15.1 tetapi tidak lagi mempertahankan standar, melainkan sedang dikembangkan dan dikelola oleh Bluetooth Special Interests Group (SIG), sebuah grup perusahaan anggota 35.000 dari berbagai bidang telekomunikasi, komputasi, jaringan, dan elektronik konsumen.
Teknologi BLE untuk Internet of Things
Aplikasi
Untuk memenuhi kebutuhan pasar, teknologi nirkabel terus bertransformasi. Bluetooth Low Energy (BLE) telah diperkenalkan dari Bluetooth 4.0 dan dirancang untuk memenuhi kebutuhan pemanfaatan IoT. Dibandingkan dengan performa Bluetooth klasik tradisional, BLE dioptimalkan untuk transfer data singkat, dari berbagai jenis sensor.
Ini memberikan jarak jauh, latensi lebih rendah dan konsumsi daya, throughput lebih tinggi (hingga 2Mbps), dan akses IP yang lebih mudah beradaptasi dan dukungan jaringan mesh dibandingkan dengan generasi protokol Bluetooth sebelumnya. Di bidang IoT Industri dan IoT Medis, perangkat berdaya rendah adalah tulang punggung sistem dan BLE paling cocok untuk aplikasi tersebut.
Teknologi BLE tertanam di banyak jenis perangkat IoT yang berlaku untuk rumah, kesehatan, olahraga, game dan otomatisasi, elektronik medis dan industri. Karena kompatibilitas mundur disediakan dengan BLE, secara umum semua perangkat baru yang mendukung BLE juga mendukung Bluetooth klasik dan sebaliknya.
Jaringan jala di BLE
Fitur jaringan mesh sangat penting untuk kasus penggunaan IoT. Sangat berlawanan dengan topologi Bluetooth tradisional, di mana semua perangkat Bluetooth terhubung ke hub pusat atau node Master. Dalam jaringan BLE, topologi Mesh memungkinkan komunikasi timbal balik antara semua node – perangkat dalam jangkauan.
Bersama dengan dukungan untuk jumlah pelanggan jaringan yang hampir tidak terbatas dalam satu jaringan BLE, fitur ini memperluas jangkauan jaringan, meningkatkan ketahanan, dan pada saat yang sama melindungi jaringan dari satu titik kegagalan.
Bagaimana Bluetooth dan LPWAN seluler dapat saling beroperasi untuk manfaat maksimal
Perangkat Bluetooth Hemat Energi menawarkan beberapa keuntungan untuk penerapan perangkat IoT berdaya rendah untuk berbagai kasus penggunaan dan aplikasi, tetapi kekurangannya seperti rentang pengoperasian yang rendah dan throughput data yang rendah sehingga membatasi aplikasinya hanya untuk perangkat jarak pendek.
Untuk membangun sistem perangkat IoT yang mampu mengatasi kekurangan masing-masing teknologi komunikasi yang digunakan, lebih praktis untuk menggabungkan teknologi yang berbeda untuk menutupi kekurangan satu sama lain sambil menambahkan keunggulan masing-masing untuk sistem akhir yang lebih serbaguna. perangkat.
Konektivitas IoT seluler adalah salah satu teknologi paling populer untuk industri IoT karena berbagai keunggulannya seperti jarak jauh, throughput data tinggi, fitur keamanan, kemudahan penerapan, dan banyak lagi. Ini mengatasi kelemahan teknologi BLE.
Dalam sistem IoT di mana konektivitas seluler &BLE digunakan, perangkat BLE dapat bertindak sebagai jaringan komunikasi utama yang memungkinkan perangkat untuk berbicara satu sama lain dalam topologi jaringan mesh sementara juga dapat berkomunikasi dengan perangkat Bluetooth klasik terdekat seperti Ponsel berkemampuan Bluetooth dan pada saat yang sama, mengurangi biaya per perangkat untuk biaya perangkat keras dan jaringan.
Aliran data akhir dapat dikirim ke internet dengan gateway seluler yang bertindak sebagai modem gateway antara node BLE dan internet.
Contoh penggunaan yang efektif dari penggunaan BLE yang dipasangkan dengan LPWAN seluler adalah pengukuran cerdas. Dalam skenario di mana beberapa node smart meter ditempatkan di suatu lokasi, solusi yang efisien dapat dibuat dengan membuat jaringan mesh antara node smart meter yang berbeda di mana setiap node terhubung dengan teknologi BLE.
Dengan semua perangkat node yang terhubung dengan jaringan mesh BLE, perangkat gateway dengan konektivitas LPWAN seluler dapat ditempatkan sebagai perangkat konektivitas last-mile yang menerima data dari jaringan mesh dan menyampaikannya ke cloud. Dalam skenario ini, hanya satu perangkat yang diperlukan untuk terhubung secara aktif ke jaringan seluler dan berkomunikasi dengan cloud yang memungkinkan infrastruktur jaringan yang lebih efisien.
Simbiosis teknis ini menyatukan manfaat dari kedua teknologi nirkabel dan menawarkan solusi jaringan modular, skalabel, dan dapat disesuaikan yang diperlukan untuk konektivitas IoT. Itu membuat jaringan inti hibrida, didukung dengan kinerja topologi mesh karena dukungan teknologi BLE &pada saat yang sama, konektivitas seluler juga memperluas jangkauan jaringan yang tersedia dan mengatasi tantangan jaringan mesh BLE yang khas seperti jangkauan rendah.
Kesimpulan
Untuk mengaktifkan solusi IoT generasi berikutnya, perusahaan perlu mempertimbangkan pilihan konektivitas yang berbeda, bahkan konektivitas hybrid untuk meningkatkan efisiensi jaringan sekaligus menurunkan biaya.
Teknologi Bluetooth Low Energy adalah opsi konektivitas jarak pendek yang menjanjikan untuk perangkat IoT dengan kemampuan untuk beroperasi bersama opsi konektivitas jarak jauh dan throughput tinggi seperti LPWAN seluler yang membuka batas baru perangkat pintar yang lebih kecil, lebih hemat daya, dan hemat biaya.
Hubungan sinergis antara teknologi BLE dan LPWAN Seluler adalah salah satu cara yang akan dimanfaatkan oleh para pengaktif IoT di masa depan untuk mengaktifkan skenario kasus penggunaan yang tidak mungkin dilakukan hingga saat ini.
Penulisnya adalah Tarun Thomas George, salah satu pendiri &COO Cavli Wireless.
