Como selecionar a tecnologia certa de Rede de longa distância de baixa potência

Priyanka Purbe da Volansys
O mundo da ‘Internet das coisas’ e seus usos em todos os setores estão se expandindo drasticamente. Está transformando a maneira como humanos e dispositivos interagem entre si, criando oportunidades de mercado e permitindo mudanças em todos os setores.

Os aprimoramentos contínuos em várias tecnologias tornam muito difícil para o usuário selecionar a melhor tecnologia para suas necessidades específicas. Neste blog, Priyanka Purbe da Volansys discursos algumas tecnologias de rede de longa distância de baixa potência com base em vários parâmetros.

Alguns parâmetros amplos a serem escolhidos, o melhor protocolo para comunicações de longo alcance, são os seguintes:

• Tipo de aplicação da indústria
• Fácil acesso à disponibilidade de tecnologia e hardware
• banda de RF de operação
• Taxa de dados
• Questões de segurança
• Disponibilidade de suporte de tecnologia
• Consumo de energia

LoRA

LoRa significa Long Range Radio e é um protocolo sem fio projetado especificamente para comunicações de longo alcance e baixa potência. Destina-se principalmente a redes M2M e IoT e desenvolvido por Semtech . Essa tecnologia permitirá que redes públicas ou multilocatárias conectem o número de aplicativos em execução na mesma rede.

A LoRa Alliance foi formada para padronizar LPWAN (Low Power Wide Area Networks) para IoT e é uma associação sem fins lucrativos que apresenta participação a partir do número de acionistas-chave do mercado, como Cisco, Actility, MicroChip, IBM, STMicro, Semtech, Laranja Celular e muitos mais. Essa aliança é fundamental para fornecer interoperabilidade entre várias redes em todo o país.

Os dispositivos LoRa oferecem recursos como longo alcance, baixo consumo de energia e transmissão segura de dados para aplicativos IoT. Essas tecnologias oferecem maior alcance do que as redes celulares e podem ser usadas por redes públicas, privadas ou híbridas. Ele pode ser facilmente conectado à infraestrutura existente e permite aplicativos de IoT de baixo custo operados por bateria.

Os aplicativos para a tecnologia sem fio LoRa incluem medição inteligente, rastreamento de estoque, dados e monitoramento de máquinas de venda automática, indústria automotiva e aplicativos de serviços públicos. Essas tecnologias são amplamente implantadas e incorporadas a muitos sistemas, até mesmo os pequenos computadores do tipo fabricante, como Arduino tem opções LoRa. Conseqüentemente, é muito fácil desenvolver aplicações LoRa tanto para manufatura em grande escala quanto para aplicações mais especializadas.

A seguir estão vários parâmetros técnicos para LoRa:

SigFox

SigFox é uma operadora de rede global francesa, atualmente implantada em 19 países, cobrindo 1,2 milhões de km². Ele opera a 868 ou 915 MHz e transmite quantidades muito pequenas de dados muito lentamente (300 b / s) usando chaveamento de fase binária (BPSK). Ele pode atingir uma cobertura de longo alcance e tem características gerais que o tornam adequado para qualquer aplicativo IoT que requeira apenas pequenas quantidades de dados.

SigFox configura antenas em torres (como uma empresa de telefonia celular) e recebe transmissões de dados de dispositivos (como sensores de estacionamento ou medidores de água). Essas transmissões usam frequências não licenciadas, banda ISM de 915 MHz nos EUA; mesma frequência de uso de um telefone sem fio.

Essa tecnologia é adequada para qualquer aplicativo que precise enviar rajadas de dados pequenas e infrequentes. Coisas como sistemas básicos de alarme, monitoramento de localização e medição simples são exemplos de sistemas unilaterais. O sinal é enviado algumas vezes para “garantir”, a mensagem passa por algumas limitações, como menor vida útil da bateria para aplicativos alimentados por bateria e falta de capacidade de garantir que a mensagem seja recebida pela torre.

A seguir estão vários parâmetros técnicos para SigFox:

LTE-M

LTE-M é um padrão de tecnologia de rádio de rede de longa distância de baixa potência (LPWAN) desenvolvido pela versão 3GPP, 13 padrão que define IoT de banda estreita (NB-IoT ou LTE Cat NB1). O LTE-M aproveita módulos de baixo custo, permite maior vida útil da bateria, fornece melhor penetração de sinal e tem a capacidade de usar a infraestrutura existente.

Com velocidades de uplink e downlink de 375 kb / s no modo half-duplex, o Cat M1 oferece suporte a aplicativos IoT com necessidades de taxa de dados baixa a média. Na mesma velocidade, o LTE Cat M1 pode fornecer atualizações remotas de firmware over-the-air (FOTA) dentro de um período de tempo viável. Isso cria a melhor solução de conectividade IoT possível para segurança, dimensionamento e custo.

Ele tem uma largura de banda estreita de 1,4 MHz em comparação com 20 MHz para LTE regular, proporcionando um alcance mais longo. Usando os mesmos recursos de transferência de células do LTE regular, a mobilidade é totalmente suportada. É possível fazer roaming com LTE-M, pois é adequado para aplicações que podem ser operadas em várias regiões.

A latência está na faixa dos milissegundos, oferecendo comunicação em tempo real para aplicativos críticos. A vida da bateria é de até 10 anos, com uma única carga e manutenção de baixo custo, mesmo quando os dispositivos finais não estão conectados diretamente à rede elétrica.

Edifício inteligente, Cidades inteligentes, Automóvel e transporte, Saúde conectada, Medição inteligente são as principais aplicações do LTE -M.

A seguir estão vários parâmetros técnicos para LTE-M:



Este discurso sobre vários protocolos IoT será útil na seleção dos melhores protocolos para comunicação de longo alcance, mas devido à sua dependência de vários aspectos, decidir sobre a seleção da tecnologia sem fio de comunicação de longo alcance para sua aplicação ainda pode ser um desafio.

O autor é Priyanka Purbe, engenheiro sênior, Volansys

Sobre o autor

Priyanka Purbe tem mais de 5 anos de experiência no desenvolvimento de firmware. Atualmente, ela está trabalhando com a Volansys como engenheira sênior. Sua especialidade está no desenvolvimento e soluções de firmware.