適切な低電力ワイドエリアネットワークテクノロジーを選択する方法

VolansysのPriyankaPurbe

「モノのインターネット」の世界とその業界全体での使用は劇的に拡大しています。それは、人間とデバイスが相互作用する方法を変革し、市場機会を生み出し、業界全体の変化を可能にします。

さまざまなテクノロジーの継続的な機能強化により、ユーザーが特定のニーズに最適なテクノロジーを選択することは非常に困難になっています。このブログでは、 Volansys のPriyankaPurbe さまざまなパラメータに基づいて、いくつかの低電力ワイドエリアネットワークテクノロジーについて説明します。

選択するいくつかの幅広いパラメータ、長距離通信に最適なプロトコルは次のとおりです。

• 業界アプリケーションの種類
• テクノロジーとハードウェアの可用性への容易なアクセス
• RF動作帯域
• データレート
• セキュリティ上の懸念
• テクノロジーサポートの利用可能性
• 消費電力

LoRA

LoRaはLongRange Radioの略で、長距離、低電力通信用に特別に設計されたワイヤレスプロトコルです。主にM2MおよびIoTネットワークを対象とし、 Semtech によって開発されました 。このテクノロジーにより、パブリックネットワークまたはマルチテナントネットワークが、同じネットワーク上で実行されている多数のアプリケーションを接続できるようになります。

LoRa Allianceは、IoT向けにLPWAN（Low Power Wide Area Networks）を標準化するために設立され、 Cisco、Actility、MicroChip、IBM、STMicro、Semtech、オレンジ モバイル などなど。この提携は、複数の全国的なネットワーク間の相互運用性を提供するための鍵です。

LoRaデバイスは、IoTアプリケーション向けに、長距離、低消費電力、安全なデータ送信などの機能を提供します。これらのテクノロジーは、セルラーネットワークよりも広い範囲を提供し、パブリック、プライベート、またはハイブリッドネットワークで使用できます。既存のインフラストラクチャに簡単にプラグインでき、低コストのバッテリー駆動のIoTアプリケーションを可能にします。

LoRaワイヤレステクノロジーのアプリケーションには、スマートメータリング、在庫追跡、自動販売機のデータと監視、自動車産業、およびユーティリティアプリケーションが含まれます。これらのテクノロジーは広く展開されており、 Arduino のような小さなメーカースタイルのコンピューターでさえ、多くのシステムに組み込まれています。 LoRaオプションがあります。したがって、大規模な製造またはより専門的なアプリケーションの両方でLoRaアプリケーションを開発するのは非常に簡単です。

LoRaのさまざまな技術パラメータは次のとおりです。

SigFox

SigFoxはフランスのグローバルネットワークオペレーターであり、現在19か国に展開されており、120万km²をカバーしています。 868または915MHzで動作し、バイナリ位相偏移変調（BPSK）を使用して非常に低速（300 b / s）で非常に少量のデータを送信します。長期的なカバレッジを実現でき、少量のデータのみを必要とするIoTアプリケーションに最適な一般的な特性を備えています。

SigFoxは、タワー（携帯電話会社など）にアンテナを設置し、デバイス（パーキングセンサーや水道メーターなど）からのデータ送信を受信します。これらの送信では、ライセンスのない周波数、米国では915 MHzISM帯域を使用します。同じ周波数のコードレス電話を使用します。

このテクノロジーは、データの小さなバーストを頻繁に送信する必要のあるアプリケーションに適しています。基本的な警報システム、位置監視、単純な計測などは、一方向システムの例です。信号は「確認」するために数回送信されます。メッセージは、バッテリ駆動のアプリケーションのバッテリ寿命が短い、タワーがメッセージを確実に受信できるようにする機能がないなど、いくつかの制限があります。

SigFoxのさまざまな技術パラメータは次のとおりです。

LTE-M

LTE-Mは、3GPPリリースによって開発された低電力ワイドエリアネットワーク（LPWAN）無線技術標準であり、狭帯域IoT（NB-IoTまたはLTE Cat NB1）を定義する13標準です。 LTE-Mは、低コストのモジュールを活用し、バッテリー寿命を延ばし、信号の透過性を高め、既存のインフラストラクチャを使用する機能を備えています。

半二重モードでのアップリンクおよびダウンリンク速度が375kb / sの場合、CatM1は低から中程度のデータレートを必要とするIoTアプリケーションをサポートします。同じ速度で、LTE Cat M1は、実行可能な期間内にリモートファームウェアアップデートを無線（FOTA）で配信できます。これにより、セキュリティ、スケーリング、およびコストに関して可能な限り最高のIoT接続ソリューションが作成されます。

通常のLTEの20MHzと比較して1.4MHzの狭い帯域幅を持ち、より長い範囲を提供します。通常のLTEと同じセルハンドオーバー機能を使用して、モビリティが完全にサポートされます。 LTE-Mは、複数の地域で運用できるアプリケーションに適しているため、ローミングが可能です。

遅延はミリ秒の範囲であり、タイムクリティカルなアプリケーションにリアルタイム通信を提供します。エンドデバイスが電力網に直接接続されていない場合でも、低コストのメンテナンスで1回の充電で、バッテリーの寿命は最大10年です。

スマートビルディング、スマートシティ、自動車および輸送、コネクテッドヘルス、スマートメータリングは、LTE-Mの主要なアプリケーションです。

LTE-Mのさまざまな技術パラメータは次のとおりです。

さまざまなIoTプロトコルに関するこの談話は、長距離通信に最適なプロトコルを選択するのに役立ちますが、複数の側面に依存しているため、アプリケーションに長距離通信ワイヤレステクノロジーを選択するかどうかを決定するのは依然として難しい場合があります。

>

作成者は、VolansysのシニアエンジニアであるPriyankaPurbeです。

作者について

Priyanka Purbeは、ファームウェア開発で5年以上の経験があります。現在、彼女はシニアエンジニアとしてVolansysと協力しています。彼女の専門知識はファームウェアの開発とソリューションです。