Kun sinulla on laaja verkko, jossa on paljon laitteita, jotka tarvitsevat kommunikointia, tarvitset vähän virtaa laajakaistaverkkoa.

Internet kasvaa edelleen, ja esineiden internet (IoT) on yksi alue, joka kasvaa jatkuvasti. LPWAN-verkot (Low-Powered Wide Area Networks) ohjaavat suuren osan tästä kasvusta, eräänlainen vähän virtaa vaativa yhteys suuralueverkkoon, joka on hyödyllinen IoT: n käyttöönotossa ja käytössä.

Tarkastellaanpa siis tarkemmin LPWANeja, eri tyyppisiä LPWANeja ja joitain todellisia esimerkkejä niiden käytöstä.

Mikä on IoT?

Ymmärtääksesi LPWANeja, sinun on ymmärrettävä mitä IoT on. Meidän ei tarvitse käsitellä tätä kovin syvällisesti, mutta pieni tieto auttaa ymmärtämään LPWANeja.

Termi IoT viittaa fyysisiin laitteisiin, jotka ovat yhteydessä toisiinsa. Nämä laitteet sisältävät kaiken kodin älykkäistä termostaateista kaupungin älykkäisiin katuvaloihin.

Joitakin yleisiä IoT-yhteensopivia laitteita ovat:

  • Älykodin laitteet: Termostaatit, valaistus, valvontakamerat
  • Teollisuus: Anturit valmistuslaitteissa, varastonohjausanturit
    • instagram viewer
  • Älykäs kaupunki: Katuvalot ja liikennevalot, julkinen liikenne
  • Maatalous: maaperäanturit, älykäs kastelu, karjanhallinta

Nämä ovat vain muutamia tapoja, joilla IoT: tä käytetään. Mutta jotta IoT-järjestelmät toimisivat, ne on yhdistettävä, ja LPWAN-verkot ovat usein tässä roolissa.

Mikä on LPWAN?

LPWAN on langaton viestintäverkko, joka pystyy välittämään matalan kaistanleveyden ja vähän tehoa vaativia tiedonsiirtoja laajalla alueella. Koska LPWAN voi kattaa alueen, se on täydellinen auttamaan IoT-verkkoja kommunikoimaan.

LPWANilla ei ole tiettyä kiinteää alueen kokoa, jonka se voi peittää. Kattavuus riippuu useista tekijöistä, kuten siirtotekniikasta, liitettyjen IoT-laitteiden määrästä, käytettävissä olevista tiedonsiirtonopeuksista ja paljon muuta. Lisäksi LPWAN-peittoon ja lähetykseen vaikuttavat muut tekijät, kuten ympäristön esteet.

Kuinka LPWANit toimivat?

LPWAN-verkkojen vähätehoiset ominaisuudet ovat avain niiden toimivuuteen. IoT-laitteet ovat usein akkukäyttöisiä, vähän energiaa kuluttavia laitteita. Lisäksi useimmat IoT-laitteet lähettävät pieniä määriä dataa alhaisella bittinopeudella. Tämä tekee LPWANista ihanteellisen näiden laitteiden liittämiseen pitkiä matkoja käyttämällä mahdollisimman vähän virtaa.

LPWAN-verkot käyttävät enimmäkseen lisensoimattomia radiotaajuuksia. Tämä poistaa lisensointitarpeen ja vähentää kustannuksia. Se, miten tiedot koodataan ja lähetetään, riippuu LPWAN-tyypistä. Mutta jokaisen tyypin ytimessä on modulaatiotekniikka, joka on suunniteltu siirtämään tietoa pitkiä matkoja minimaalisella häiriöllä.

Joitakin tämän saavuttamiseen käytettyjä menetelmiä ovat:

  • Käytä virheenkorjauskoodeja
  • Signaalin hajautus (hajauttaa signaalin laajalle taajuuskaistalle)
  • Tiedonsiirtonopeuden vähentäminen

On varsin hyödyllistä ajatella vesihanaa. Kytke se täyteen päälle, niin sinulla on voimakas virtaus; tätä voitaisiin verrata perinteiseen WAN-verkkoon, jossa paljon dataa (vesi) virtaa hyvin nopeasti. Huonona puolena on, että tämä vaatii paljon tehoa pitääkseen virtauksen käynnissä.

Vähennä tämä virtaus tasaiseksi tippumiseksi, niin sinulla on LPWAN. Vesi kulkee silti saman matkan, mutta virtaa tarvitaan vain vähän pitämään valumassa.

3 LPWAN-verkkojen tärkeintä etua

Syy, miksi LPWAN-verkkoja käytetään IoT-laitteiden yhdistämiseen, voidaan tiivistää tarkastelemalla tämäntyyppisten verkkojen tarjoamaa kolmea keskeistä etua.

  1. Kustannus: LPWAN-verkon hinta on alhaisempi kuin perinteisen WAN-verkon. Sekä laitteiston että toteutuskustannusten näkökulmasta LPWANit tarjoavat edullisen yhteysratkaisun.
  2. Alue: LPWANin kantama vaihtelee riippuen tekijöistä, kuten topologiasta, suunnitteluvaatimuksista, ympäristöolosuhteista ja häiriöistä. Tyypillinen verkko voi toimia noin kuuden mailin alueella. Mutta kuten seuraavassa osiossa tarkastelemme, joidenkin LPWAN-tyyppien maksimikantama on noin 25 mailia.
  3. Teho: LPWAN-lähetin-vastaanottimet, anturit ja muut kohteet ovat yleensä vähän virtaa kuluttavia laitteita. Esimerkiksi monet niistä toimivat paristoilla, ja on yleistä, että akun käyttöikää mitataan vuosissa.

Nämä attribuutit edistävät LPWAN-verkkojen käyttöönottoa miljoonien IoT-laitteiden pääasiallisena yhteysmuotona.

LPWANin päätyypit

On olemassa useita erilaisia ​​LPWAN-tyyppejä. Valitsemasi LPWAN-tyyppi riippuu useista tekijöistä. Esimerkiksi Sigfox-tyyppinen LPWAN tarjoaa kantaman jopa 25 mailia; Tämä tekee siitä hyödyllisen, kun laitteet ovat hajallaan pitkälle.

Tässä on muutamia yleisimpiä LPWAN-tyyppejä:

  • LoRaWAN: Tämä käyttää Chirp Spread Modulation -nimistä tekniikkaa pitkän matkan viestinnän saavuttamiseksi. Sama tekniikka mahdollistaa sen saavuttamisen erittäin alhaisella virrankulutuksella. LoRaWANit tarjoavat useita etuja, kuten alhaiset kustannukset ja skaalautuvuuden. Siinä on myös tuki maantieteellisille paikannusominaisuuksille ja kaksisuuntaiselle tiedonsiirrolle.
  • HUOM-IoT: Tämä on LPWAN, joka toimii matkapuhelinverkoissa. Tämän ansiosta se voi säilyttää LPWANin määrittävät ominaisuudet, mutta sen lisäetuja ovat lisääntyneet tiedonsiirtonopeudet ja parannettu tietoturva.
  • Sigfox: Sigfox on patentoitu LPWAN-palvelu, joka tarjoaa maailmanlaajuisen kattavuuden. Se käyttää erittäin kapeakaistaista modulaatiota täyttääkseen kytkettyjen laitteiden kantama- ja tehovaatimukset, ja optimaalisissa olosuhteissa se voi saavuttaa jopa 25 mailia.
  • Painoton: Weightless saavuttaa LPWAN-tavoitteensa pitkän matkan, vähän virtaa käyttävästä liitettävyydestä käyttämällä laajakaistataajuusmodulaatiota ja ortogonaalista taajuuskanavointia. Tämä on toinen palvelu, jolla on maailmanlaajuinen kattavuus.

Kuten näette, LPWANin tavoitteiden saavuttamiseen on erilaisia ​​tapoja. Suurin osa LPWAN-verkon valintaa ohjaa kuitenkin toiminnoista, joita sen odotetaan palvelevan, mikä on parhaiten ymmärrettävissä tarkastelemalla joitain tapoja, joilla LPWAN-verkkoja käytetään.

Mihin LPWANeja käytetään?

Olemme jo käsitelleet tätä, mutta paras tapa ymmärtää täysin LPWAN-verkkojen toiminta on keskustella joistakin tosielämän skenaarioista, joissa IoT-laitteita käytetään.

Älykkäät kaupungit

Kaupungit käyttävät yhä enemmän LPWANeja tehokkaasti. Joitakin yleisiä tapoja käyttää niitä ovat:

  • Älykäs katuvalaistus: Älykkäät katuvalot käyttävät LPWANeja useisiin käyttötarkoituksiin. Yleisin on energian säästäminen säätämällä valojen kirkkautta tekijöiden, kuten ilmasto-olosuhteiden, vuorokaudenajan ja kadun aktiivisuuden mukaan.
  • Älykkäät liikennevalot: Niitä käytetään helpottamaan ruuhkia priorisoimalla liikennevalot liikenteen sujuvuuden optimoimiseksi
  • Älykäs pysäköinti: Sensoreilla voidaan valvoa parkkipaikkojen saatavuutta.

Siirtymällä älykkäämpiin kaupunkeihin on tarkoitus parantaa asukkaiden elämänlaatua ja pienentää kuntien hiilijalanjälkeä ja energialaskuja.

Maatalous

Maatalous on toinen ala, jolla IoT-laitteiden ja LPWAN-verkkojen käyttö on lisääntynyt nopeasti. Tässä on joitain tapoja, joilla LPWANit auttavat viljelijöitä:

  • Maaperän seuranta: LPWANit ja anturit voivat seurata maaperän olosuhteita, kuten kosteutta ja lämpötilaa. Näin viljelijät voivat säästää vettä kastelemalla vain siellä ja silloin, kun sitä tarvitaan.
  • Karjanvalvonta: Karjan sijaintia voidaan käyttää LPWAN-verkkoon kytketyillä antureilla.

Tämä on toinen ala, jolla LPWAN voi leikata kustannuksia ja vähentää maatalouskäytäntöjen ympäristövaikutuksia.

Terveydenhuolto

LPWANit muuttavat terveydenhuoltoa ja tapaa, jolla seuraamme potilaita ja sairauksia. Tekniikan käyttökohteita ovat mm.

  • Tarjoa reaaliaikaista tietoa potilaan terveydentilasta käyttämällä potilaan etävalvontalaitteet
  • Seuraa laitteiden tilaa ja sijaintia
  • Tarkkaile ja säädä ympäristöolosuhteita terveydenhuoltolaitoksissa

Kaiken kaikkiaan LPWANS voi auttaa tehostamaan potilaiden hoitoa ja vähentämään yleiskustannuksia samanaikaisesti.

LPWANit: Hidas ja vakaa voittaa kilpailun

LPWANit ovat yhä enemmän yhteenliittyvän maailman laulamattomia sankareita. Käyttämällä hidasta ja tasaista lähestymistapaa tiedonsiirtoon nämä verkot tekevät kaupungeistamme älykkäämpiä, kodeistamme turvallisempia ja maataloudestamme tehokkaampia.

Tiedon voima ei ole pelkästään "big data"; joskus elämän pienillä asioilla on merkitystä.