Când aveți o rețea largă cu o grămadă de dispozitive care trebuie să comunice, o rețea extinsă de putere redusă este ceea ce aveți nevoie.

Internetul continuă să crească, iar Internetul lucrurilor (IoT) este un domeniu care continuă să crească într-un ritm. Rețelele de suprafață extinsă cu putere redusă (LPWAN) conduc o mare parte a acestei creșteri, un tip de conexiune de putere redusă pentru o rețea de zonă largă, care este utilă pentru implementarea și utilizarea IoT.

Deci, să aruncăm o privire mai atentă la LPWAN, diferitele tipuri de LPWAN și câteva exemple din lumea reală a modului în care sunt utilizate.

Ce este IoT?

Pentru a înțelege LPWAN-urile, trebuie să înțelegeți ce este IoT. Nu trebuie să acoperim acest lucru în profunzime, dar puține cunoștințe vor ajuta la înțelegerea LPWAN-urilor.

Termenul IoT se referă la dispozitivele fizice care sunt interconectate. Aceste dispozitive includ totul, de la termostate inteligente din casa ta la lumini stradale inteligente dintr-un oraș.

Unele dispozitive obișnuite compatibile cu IoT includ:

instagram viewer
  • Dispozitive inteligente pentru casă: Termostate, iluminat, camere de securitate
  • Industrial: Senzori în echipamente de producție, senzori de control al stocurilor
  • Oras destept: Iluminat stradal si semafoare, transport in comun
  • Agricultură: senzori de sol, irigații inteligente, controlul animalelor

Acestea sunt doar câteva moduri în care este utilizat IoT. Dar, pentru ca sistemele IoT să funcționeze, acestea trebuie să fie conectate, iar LPWAN-urile joacă adesea acest rol.

Ce este un LPWAN?

Un LPWAN este o rețea de comunicații fără fir care poate furniza transmisii de date cu lățime de bandă redusă și putere redusă pe o zonă largă. Datorită zonei pe care o poate acoperi un LPWAN, este perfect pentru a ajuta rețelele IoT să comunice.

Un LPWAN nu are o anumită dimensiune de zonă fixă ​​pe care o poate acoperi. Acoperirea depinde de mai mulți factori, inclusiv tehnologia de transmisie, numărul de dispozitive IoT conectate, ratele de date disponibile și multe altele. În plus, alți factori afectează acoperirea și transmisia LPWAN, cum ar fi obstacolele de mediu.

Cum funcționează LPWAN-urile?

Proprietățile de putere redusă ale LPWAN-urilor sunt cheia funcționalității lor. Dispozitivele IoT sunt adesea dispozitive alimentate cu baterii, cu consum redus de energie. În plus, majoritatea dispozitivelor IoT transmit cantități mici de date la rate scăzute de biți. Acest lucru face ca LPWAN-urile să fie ideale pentru conectarea acestor dispozitive pe distanțe lungi folosind o putere minimă.

LPWAN-urile folosesc în mare parte frecvențe radio fără licență. Acest lucru anulează nevoia de licențiere și reduce costurile. Modul în care datele sunt codificate și transmise depinde de tipul de LPWAN. Dar în centrul fiecărui tip este o tehnică de modulare concepută pentru a transmite date pe distanțe lungi cu interferențe minime.

Unele dintre metodele folosite pentru a realiza acest lucru includ:

  • Utilizarea codurilor de corectare a erorilor
  • Răspândirea semnalului (împrăștie semnalul pe o bandă largă de frecvență)
  • Reducerea ratei de date

Este destul de util să gândim în termeni de robinet de apă. Porniți-l complet și aveți un flux puternic; aceasta ar putea fi asemănată cu o rețea tradițională Wide Area Network (WAN) cu o mulțime de date (apă) care curg foarte rapid. Dezavantajul este că acest lucru necesită multă putere pentru a menține fluxul.

Reduceți acest debit la o picurare constantă și aveți un LPWAN. Apa va parcurge în continuare aceeași distanță, dar este nevoie de puțină putere pentru a menține curgerea.

3 Beneficii cheie ale LPWAN-urilor

Motivul pentru care sunt folosite LPWAN-urile pentru a conecta dispozitive IoT poate fi rezumat luând în considerare trei beneficii cheie pe care le oferă aceste tipuri de rețele.

  1. Cost: Costul unui LPWAN este mai mic decât al unui WAN tradițional. Atât din punct de vedere hardware, cât și din punct de vedere al costurilor de implementare, LPWAN-urile oferă o soluție de conectivitate cu costuri reduse.
  2. Gamă: Gama unui LPWAN variază în funcție de factori precum topologia, cerințele de proiectare, condițiile de mediu și interferența. O rețea tipică poate funcționa pe o rază de aproximativ șase mile. Dar, așa cum ne vom uita în secțiunea următoare, unele tipuri LPWAN se laudă cu o autonomie maximă de aproximativ 25 de mile.
  3. Putere: Transceiver-urile, senzorii și alte elemente LPWAN sunt, de obicei, dispozitive cu putere redusă. De exemplu, multe dintre ele sunt alimentate de baterii și este obișnuit ca speranța de viață a unei baterii să fie măsurată în ani.

Aceste atribute contribuie la adoptarea LPWAN-urilor ca principală formă de conectivitate pentru milioane de dispozitive IoT.

Principalele tipuri de LPWAN

Există mai multe tipuri distincte de LPWAN. Tipul de LPWAN pe care îl alegeți depinde de mai mulți factori. De exemplu, tipul de LPWAN Sigfox are o autonomie de până la 25 mile; acest lucru îl face benefic acolo unde dispozitivele sunt împrăștiate pe o rază lungă de acțiune.

Iată câteva dintre cele mai comune tipuri de LPWAN:

  • LoRaWAN: Aceasta folosește o tehnică numită Chirp Spread Modulation pentru a obține o comunicare la distanță lungă. Aceeași tehnică îi permite să realizeze acest lucru cu un consum foarte scăzut de energie. LoRaWAN-urile oferă mai multe beneficii, inclusiv costuri reduse și scalabilitate. De asemenea, are suport pentru funcțiile de geolocalizare și comunicare bidirecțională.
  • NB-IoT: Acesta este un LPWAN care funcționează prin rețele celulare. Acest lucru îi permite să mențină caracteristicile definitorii ale unui LPWAN, dar are avantajele suplimentare ale ratelor de date crescute și securității îmbunătățite.
  • Sigfox: Sigfox este un serviciu LPWAN proprietar care se mândrește cu acoperire globală. Utilizează modularea în bandă ultra-îngustă pentru a îndeplini cerințele de gamă și putere ale dispozitivelor conectate și, în condiții optime, poate atinge o autonomie de până la 25 de mile.
  • Fără greutate: Weightless își atinge obiectivele LPWAN de conectivitate la distanță lungă, cu putere redusă, folosind modularea în frecvență în bandă largă și multiplexarea în frecvență ortogonală. Acesta este un alt serviciu care are acoperire globală.

După cum puteți vedea, există diferite aspecte despre cum să atingeți obiectivele unui LPWAN. Cu toate acestea, o mare parte din ceea ce determină alegerea unui LPWAN se datorează funcțiilor pe care se așteaptă să le servească, ceea ce este cel mai bine înțeles analizând câteva dintre modurile în care sunt utilizate LPWAN-urile.

Pentru ce sunt folosite LPWAN-urile?

Am atins deja acest lucru, dar cel mai bun mod de a înțelege pe deplin modul în care funcționează LPWAN-urile este să discutăm câteva scenarii din lumea reală în care sunt utilizate dispozitive IoT.

Orașe inteligente

Orașele folosesc din ce în ce mai mult LPWAN-urile cu mare efect. Unele dintre modurile comune în care sunt utilizate includ:

  • Iluminat stradal inteligent: Farurile stradale inteligente folosesc LPWAN-uri pentru mai multe utilizări. Cel mai obișnuit este economisirea de energie prin ajustarea luminozității luminilor în funcție de factori precum condițiile climatice, ora din zi și nivelul de activitate pe stradă.
  • Semafoare inteligente: Acestea sunt folosite pentru a ușura aglomerația prin prioritizarea semafoarelor pentru a optimiza fluxul de trafic
  • Parcare inteligentă: Senzorii pot fi utilizați pentru a monitoriza disponibilitatea locurilor de parcare.

Trecerea către orașe mai inteligente este concepută pentru a îmbunătăți calitatea vieții rezidenților și pentru a reduce amprenta de carbon și facturile la energie ale municipalităților.

Agricultură

Agricultura este un alt sector care a cunoscut o creștere rapidă a utilizării dispozitivelor IoT și a LPWAN-urilor. Iată câteva dintre modalitățile prin care LPWAN-urile ajută fermierii:

  • Monitorizarea solului: LPWAN-urile și senzorii pot monitoriza condițiile solului, cum ar fi umiditatea și temperatura. Acest lucru permite fermierilor să economisească apă doar udând acolo unde și când este necesar.
  • Controlul animalelor: Locația animalelor poate fi utilizată de senzori conectați la un LPWAN.

Acesta este un alt sector în care un LPWAN poate reduce costurile și poate reduce impactul asupra mediului al practicilor agricole.

Sănătate

LPWAN-urile transformă asistența medicală și modul în care monitorizăm pacienții și condițiile. Printre utilizările pentru tehnologie se numără:

  • Furnizați informații în timp real despre starea de sănătate a pacientului folosind dispozitive de monitorizare la distanță a pacientului
  • Urmăriți starea și locația echipamentului
  • Monitorizarea și ajustarea condițiilor de mediu din unitățile sanitare

În general, LPWANS poate ajuta la eficientizarea tratamentului pacienților și la reducerea cheltuielilor generale în același timp.

LPWANs: Slow and Steady Câștigă cursa

LPWAN-urile sunt eroii necunoscuți ai unei lumi din ce în ce mai conectate. Folosind o abordare lentă și constantă a transferului de date, aceste rețele fac orașele noastre mai inteligente, casele noastre mai sigure și agricultura noastră mai eficientă.

Puterea informațiilor nu este doar despre „big data”; uneori, lucrurile mărunte din viață contează.