O que é sem peso?

O que é sem peso?

Weightless é um dos muitos participantes viáveis ​​no espaço de rede remota de baixa potência (LPWAN). O Weightless Special Interest Group (SIG) oferece três protocolos diferentes - Weightless-N, Weightless-W e Weightless-P - que suportam diferentes modalidades e casos de uso. A seguir, apresentaremos e discutiremos cada um desses protocolos, examinaremos alguns benefícios e considerações e examinaremos algumas diferenças e semelhanças entre a Weightless e seus concorrentes no espaço LPWAN.

Os padrões sem peso

O padrão Weightless-W

Este padrão aberto Weightless-W foi projetado para operar no espectro do espaço em branco da TV (TVWS). Weightless-W é um desdobramento do que Neul estava tentando desenvolver antes de serem adquiridos pela Huawei. Usar o TVWS é atraente em teoria, porque tira proveito do bom espectro de ultra-alta frequência (UHF) que não está em uso de outra forma. No entanto, na prática, pode ser bastante difícil. Por um lado, as regras e regulamentos para a utilização de TVWS para IoT variam e não está disponível em todos os lugares. Além disso, os nós finais são normalmente projetados para operar apenas em uma pequena parte do espectro e é simplesmente impossível construir uma pequena antena que pode ir de 400 MHz a 800 MHz. Em uma cidade você pode ter um canal de 500 MHz disponível, enquanto em outra você pode ter um de 700 MHz disponível, e o sistema de RF não pode se adaptar para acomodar os dois (antenas, front-ends, etc). Portanto, TVWS soa bem em teoria, mas pode faltar quando se trata de aplicação.

Deixando o TVWS de lado, o grupo Weightless usa muita modulação bastante sofisticada para o padrão Weightless-W, incluindo modulação de amplitude em quadratura (QAM), com códigos de propagação que permitem uma grande variedade de orçamentos de link. Juntas, essas modulações fornecem uma camada de serviço interessante com taxas de dados realmente altas, o que o torna um padrão muito interessante.

Weightless-W é ideal para uso no setor de petróleo e gás inteligente, porque provavelmente há TVWS disponível.

O padrão Weightless-N

Weightless-N é um sistema de banda ultra estreita muito semelhante ao SigFox. Você pode pensar nisso como uma versão do SigFox baseada na LoRa Alliance. Em vez de ser um sistema fechado de ponta a ponta, é feito de uma rede de parceiros. Ele usa o mesmo tipo de modulação - BPSK diferencial - em canais de frequência estreitos e se destina a dados de sensor de uplink.

Nwave - um desenvolvedor de hardware e software de IoT - é o condutor por trás da linha Weightless-N. Algumas das desvantagens do Nwave sobre, por exemplo, um sistema baseado em LoRa, são a necessidade do oscilador de cristal com compensação de temperatura (TCXO) e o orçamento de link relativamente desequilibrado. Isso pode ser problemático porque você está obtendo uma sensibilidade muito maior subindo para a estação base do que descendo para o nó final. Esses tipos de sistemas geralmente precisam contar com uma mensagem de downlink FSK mais simples.

Weightless-N é ideal para redes baseadas em sensores, leituras de temperatura, monitoramento do nível do tanque, medição e muito mais.

O padrão Weightless-P

Weightless-P - com lançamento previsto para o início de 2016 - é a mais recente tecnologia Weightless. Ele oferece recursos bidirecionais e níveis de qualidade de serviço, o que consideramos muito importante. Em termos de tecnologia subjacente, seu canal de 12,5 kHz é de banda relativamente estreita. O Weightless usa o keying de deslocamento mínimo gaussiano (GMSK), que é uma modulação mais padrão, e o keying de mudança de fase em quadratura (QPSK), que é muito mais avançado. Ao contrário de Weightless-N e -W, Weightless-P não requer um TCXO por causa do MSK de banda mais larga.

ubiik - uma empresa industrial de tecnologia de IoT - emergiu como líder no desenvolvimento de Weightless-P. O alcance do Weightless-P é atualmente estimado em cerca de dois quilômetros e, ao contrário do Weightless-N, provavelmente não será adequado para redes de longa distância. Isso ocorre porque a sensibilidade do receptor de um canal de keying de deslocamento mínimo (MSK) de 12 kHz não estará em nenhum lugar perto do que você obtém em um canal BPSK estreito.

Weightless-P é ideal para redes privadas, casos de uso mais sofisticados e coisas em que os dados de uplink e o controle de downlink são importantes.

Benefícios e considerações

Custo, capacidade e oscilação

A estação base para sinais de banda estreita é mais complexa em protocolos sem peso, porque é baseada em hardware de rádio definido por software (SDR). Isso cria centenas a milhares de pequenos canais de chaveamento de fase binária (BPSK). Isso permite que você obtenha muita capacidade da arquitetura, mas cria uma estação base mais cara.

Os nós finais Weightless-N também podem ser mais caros, porque podem exigir um oscilador de cristal com compensação de temperatura (TCXO) em vez de um cristal simples. O TCXO é necessário para que, quando a temperatura varia no nó final, a frequência permaneça estável e não varie. LoRa, por outro lado, é muito indulgente com osciladores ruins (ou cristais com muita deriva).

Intervalo

As faixas de Weightless-N e Weightless-W são de cerca de cinco quilômetros em ambientes urbanos. Você precisa de uma relação sinal-ruído (SNR) positiva para detectar esses sinais, mas há muito menos ruído em canais pequenos, o que torna esse tipo de faixa possível. Sinais codificados com ganho de processamento geralmente precisam de um canal mais amplo, portanto, têm um nível de ruído mais alto, mas você pode detectar sinais que estão abaixo do piso de ruído, o que leva a outras vantagens. Weightless-P oferecerá um alcance de cerca de dois quilômetros.

Padrão aberto

De acordo com o grupo Weightless, “é fundamental que a tecnologia seja um padrão global aberto, em vez de uma tecnologia proprietária, a fim de garantir baixo custo e risco e maximizar a escolha do usuário e a inovação contínua”.

Embora acreditemos que os padrões sejam importantes, o mais importante é levar os clientes ao mercado. Quer você use Weightless, SigFox, LoRa, Symphony Link ou LoRaWAN, o mais importante agora é lançar uma solução ponta a ponta.

Comparações

Weightless-N vs. SigFox

Weightless-N e SigFox são semelhantes do ponto de vista da tecnologia, mas são muito diferentes do ponto de vista de mercado. Sem peso é um padrão, então cabe a outra empresa criar uma solução de IoT em torno dele. (Como mencionamos, a N-Wave é a líder neste espaço e vende muitos hardwares para a Weightless-N para empresas que estão tentando criar uma rede Weightless-N.) Por outro lado, a SigFox oferece um out-of-the-the completo solução em caixa.

Weightless vs. LoRa &LoRaWAN

Weightless e LoRa oferecem meios muito diferentes para um fim do ponto de vista da tecnologia. Mas funcionalmente, LoRaWAN e Weightless-N são muito semelhantes, particularmente porque ambos são sistemas de dados focados em uplink.

Se LoRa não é atraente para o usuário porque o silício de rádio é fornecido exclusivamente pela Semtech, Weightless é uma boa alternativa de algo baseado em um padrão disponível. O desafio para engenheiros ou empresas será determinar como construir um sistema IoT em torno disso.

Weightless-P vs. Symphony Link

O Link Labs e o Weightless-P estão buscando casos de uso muito semelhantes, como redes privadas, com seus padrões Symphony Link e Weightless-P. O desempenho de alcance do Symphony Link é indiscutivelmente melhor porque usa LoRa em vez de MSK.

Francamente, não sabemos tanto sobre Weightless quanto gostaríamos - e estamos realmente interessados ​​em aprender mais. Se você é um especialista na área, entre em contato conosco, pois adoraríamos preencher algumas lacunas e saber mais.

Em resumo

Esperamos que este artigo o tenha ajudado a responder à pergunta:“O que é sem peso?”. Se as soluções de banda estreita são atraentes para você, Weightless-N é certamente uma tecnologia a ser considerada. Se você sabe que seu mercado tem TVWS disponível, Weightless-W é realmente interessante e vale a pena dar uma olhada. Weightless-P também parece um novo protocolo LPWAN empolgante, e estaremos observando seu lançamento em 2016. A única ressalva:não está claro para nós o quanto de Weightless se trata de padronização e quanto é sobre forçar a agenda de um fornecedor específico em detrimento de outro. Este é sempre um risco em organizações de padrão aberto e, portanto, deve ser considerado cuidadosamente.