Vergleich der LPWAN drahtlose-Technologieprotokolle: Vor- und Nachteile

LPWAN oder Niedrigenergieweitverkehrnetz mit geringerer Leistung hat die Eigenschaften einer breiten Abdeckung, eines geringen Stromverbrauchs, einer geringen Datenübertragung und einer niedrigen Übertragungsgeschwindigkeit. Es unterscheidet sich drastisch von den üblichen Wi-Fi-, Bluetooth-, Zigbee- und Z-Wave-Protokollen. All dies wird in großem Umfang in Smart Home, AIoT, Connected Cars, Industrial IoT und anderen 5G-Anwendungen eingesetzt.

Innerhalb der breiten Palette von drahtlosen Netzwerktechnologien können wir in folgende Bereiche aufgliedern:

Wenn wir LPWAN weiter aufschlüsseln, kann es in nicht lizenzierte Frequenzen wie LoRa, Sigfox, Weightless usw. und lizenzierte Frequenzen wie NB-IoT, eMTC unterteilt werden.

LoRa
Es wurde von dem berühmten US-amerikanischen Unternehmen Semtech entwickelt und hat eine gigantische Allianz mit über 500 Unternehmen wie IBM und Cisco zur Förderung dieser neuen Technologie geschaffen.

Wie beim WLAN muss der Nutzer ein eigenes Gateway aufbauen und Endgeräte können bidirektional mit einem oder mehreren Gateways kommunizieren.

Sigfox
Hergestellt von der bekannten Firma Sigfox in Frankreich. Um den Stromverbrauch der Endgeräte zu sparen und die Bandbreite zu erhalten, beträgt die maximale Geschwindigkeit nur 100 Bit/s und jeder Endpunkt kann nur 140 Nachrichten pro Tag hochladen, mit einer maximalen Grenze von 12 Byte pro Nachricht.

Obwohl es im nicht lizenzierten Frequenzspektrum mit LoRA identisch ist, benötigt Sigfox in Wirklichkeit Telekommunikationsbetreiber, um Basisstationen für die Datenübertragung zu bauen. Es bietet auch Cloud-Speicherdienste, die es dem Hersteller ermöglichen, sich auf die Entwicklung zu konzentrieren.

Weightless
Weightless ist ein offenes Kommunikationsprotokoll, das von der Weightless Special Interest Group vorgeschlagen wird. Es enthält 3 Arten von Standards:

1. Weightless-W ist die früheste Version, die das leere Frequenzspektrum des Fernsehers verwendet.

2. Weightless-N ist eine unidirektionale Kommunikation mit einer Geschwindigkeit von 30-100 kbit/s und einer maximalen Übertragungsdistanz von 5 km.

3. Weightless-P ist eine bidirektionale Kommunikation mit einer Geschwindigkeit von 100 kbit/s und einer maximalen Übertragungsdistanz von 2 km.

NB-IoT
NB-IoT, auch bekannt als Narrow Band Internet of Things, ist ein neuer drahtloser Standard, der von 3GPP definiert wurde. Es ist auf Hive-Netzwerken des Schmalband-Internets aufgebaut, das nur etwa 180 KHz an Frequenzen verbraucht.

Es kann direkt in GSM-, UMTS- oder LTE-Netzen eingesetzt werden. Aufgrund der geringen Bereitstellungskosten ist es einfach zu verwenden. Da jedoch nicht alle Telekommunikationsbetreiber über Cloud-Dienste verfügen, muss der Benutzer möglicherweise seine eigene Cloud-Plattform zum Empfangen von Informationen einrichten.

Obwohl sich alle LPWAN-Technologien überlappen können, kann jeder Standard in seiner Bereitstellung komplementär sein. Beispielsweise:

Eine große Fabrik kann zuerst LoRa für die Netzwerkdatenerfassung verwenden und dann das Gateway verwenden, um LoRa in NB-IoT oder Sigfox zum Hochladen in die Cloud zu konvertieren. Dies senkt nicht nur den Stromverbrauch und die Bereitstellung, sondern senkt auch die Kosten für die Verwendung von NB-IoT und Sigfox.

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