Working Smarter by IoT & Digital Transformation

So sánh các công nghệ kết nối IoT : NB-IoT, LTE-M, LoRa, SigFox, và các công nghệ LPWAN khác

0 280

Bạn đang muốn sử dụng LPWAN cho các kết nối IoT của mình, nhưng đang bối rối không biết lựa chọn giải pháp nào. Bài viết này SmartFactoryVN chia sẻ một số thông tin về công nghệ kết nối IoT giúp cho bạn lựa chọn dễ dàng hơn cho dự án của mình. Chúng tôi đã từng giới thiệu về mạng diện rộng LPWAN qua bài viết ở đây.  Mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN) là một mô hình mới trong IoT công nghiệp (IIoT). Cung cấp liên lạc tầm xa trên các loại pin nhỏ, rẻ tiền tồn tại trong nhiều năm, công nghệ này được xây dựng nhằm mục đích hỗ trợ các mạng IIoT quy mô lớn trải rộng trên các khuôn viên công nghiệp và thương mại rộng lớn. Dựa trên hiểu biết chung về LPWAN, ở đây chúng tôi sẽ so sánh các chuẩn chính thuộc công nghệ LPWAN vì đây là một kết nối được quan tâm nhiều nhất do tầm phủ sóng rộng lớn của nó.

Mặc dù có nhiều công nghệ và tiêu chuẩn LPWAN, chúng tôi sẽ tập trung vào SigFox, LoRa, Symphony Link và Weightless, vì các công nghệ này đang được phát triển hoặc triển khai hiệu quả tại nhiều nơi trên thế giới. Mặc dù cũng có các giao thức và ngăn xếp độc quyền khác như Dash7 Alliance Protocol, chúng vẫn chưa đạt được nhiều dự án trên thế giới và chúng tôi sẽ không đề cập trong bài viết này. LTE-M và Narrowband-IoT (còn được gọi là NB-IoT, và LTE-M2) gần đây đã nổi lên nhiều do tính thông dụng và dễ triển khai của nó.

Cùng với công nghệ 5G phát triển mạnh gần đây, bối cảnh kết nối IoT đang biến đổi nhanh chóng đã sẵn sàng cho một sự thay đổi lớn khác. Điều cốt yếu là phải hiểu cả cách LPWAN ứng dụng thế nào để xem xét lựa chọn giải pháp phù hợp với chi phí và hiệu quả cũng như ROI mang lại.

LPWAN bổ sung cho các giao thức kết nối hiện có như 4G, 5G, vệ tinh, Wifi, v.v.

NB-IoT và LTE-M

LTE-M và Narrowband-IoT (NB-IoT) là những công nghệ đầy hứa hẹn cho lĩnh vực LPWAN. NB-IoT là một cấu trúc 3GPP cải thiện sự đột phá của Sigfox và LoRa Alliance (bên dưới) , tuy nhiên, NB-IoT khác với LTE-M ở chỗ nó hoạt động  bên ngoài  cấu trúc LTE. Một lợi thế lớn của NB-IoT là do dạng sóng đơn giản hơn: công nghệ tiêu thụ năng lượng tối thiểu. Một lợi thế lớn khác là chi phí. Bằng cách chọn các chipset được thiết kế đặc biệt cho các giao thức NB-IoT, có cấu trúc đơn giản hơn, chi phí thành phần chung sẽ giảm. Cuối cùng, NB-IoT có lợi thế tiềm năng cho các ứng dụng thành phố thông minh. 
Công ty LinkLabs dự đoán NB-IoT có thể có sự thâm nhập thị trường tốt hơn so với LTE-M. Mặt khác, việc triển khai ở Mỹ sẽ khó khăn vì tính phổ biến của LTE và vì các chip cũng bao gồm LTE-M thường rất tốn kém. Nhưng thường thì nó thuộc về case study cụ thể của bạn;
NB-IoT có lẽ phù hợp nhất với các tài sản tĩnh như đồng hồ thông minh, nhà thông minh trong khi LTE-M có lợi ích trong các ứng dụng chuyển vùng như xe cộ hoặc máy bay không người lái.
LTE-M có những ưu điểm đáng chú ý hơn NB-IoT. Đầu tiên, nó có tốc độ dữ liệu cao hơn, điều này rất quan trọng đối với các case study cần nhiều dữ liệu.
Và không giống như NB-IoT, front-end tương đối đơn giản. Tuy nhiên, ngoài việc LTE chủ yếu là công nghệ của Mỹ, còn có những hạn chế khác cần xem xét.

LoRa

Quảng cáo

Lora Alliance là một tổ chức mở, phi lợi nhuận hiệp hội thành lập để thúc đẩy một hệ sinh thái cho các công nghệ LPWAN nhất định. Nó có khoảng 400 công ty thành viên trên khắp Bắc Mỹ, Châu Âu, Châu Phi và Châu Á và các thành viên sáng lập bao gồm IBM, MicroChip, Cisco, Semtech, Bouygues Telecom, Singtel, KPN, Swisscom, Fastnet và Belgacom.

LoRaWAN là lớp mạng tiêu chuẩn mở được quản lý bởi Liên minh LoRa. Tuy nhiên, nó không thực sự mở vì chip cơ bản để thực hiện một ngăn xếp LoRaWAN đầy đủ chỉ có sẵn thông qua Semtech. Về cơ bản, LoRa là lớp vật lý: chip. LoRaWAN là lớp MAC : phần mềm được đặt trên chip để kích hoạt kết nối mạng. 

Một Sensors dùng công nghệ Lora có pin sử dụng rất lâu

Chức năng này tương tự SigFox ở chỗ nó chủ yếu dành cho các ứng dụng chỉ có đường lên dữ liệu từ các cảm biến / thiết bị đến cổng gateway có nhiều điểm cuối. Tuy nhiên, thay vì sử dụng băng thông hẹp, nó phân phối thông tin trên các kênh tần số và tốc độ dữ liệu khác nhau bằng các gói được mã hóa. Các tin nhắn này ít có khả năng va chạm và can thiệp lẫn nhau do đó làm tăng khả năng giao tiếp hiệu quả của cổng kết nối Gateway.

So sánh Lora và NB-IoT – Công nghệ IoT nào phù hợp cho bạn

SigFox

Được thành lập vào năm 2009, SigFox là một công ty của Pháp có trụ sở tại Labège, Pháp. SigFox đã có sự phát triển mạnh mẽ đáng kể trong lĩnh vực LPWAN do các chiến dịch tiếp thị thành công ở châu Âu. Nó cũng tự hào có một hệ sinh thái rộng lớn của các nhà cung cấp bao gồm Texas Cụ, Phòng thí nghiệm Silicon và Axom. Gần đây, SigFox đã đầu tư hầu hết các nỗ lực của mình vào thị trường châu Âu đang tăng tốc nhanh chóng, một sự cân nhắc cho những người chấp nhận tập trung vào Mỹ.

SigFox sử dụng công nghệ độc quyền, một ví dụ về việc sử dụng tốc độ điều chế chậm để đạt được phạm vi mở rộng hơn.

Do sự lựa chọn thiết kế này, SigFox là một lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng mà hệ thống chỉ cần gửi các đợt dữ liệu nhỏ, không thường xuyên.

Mạng SIGFOX có cấu trúc liên kết sao: mỗi trạm gốc giao tiếp với đám mây thông qua các liên kết điểm-điểm

Các ứng dụng có thể bao gồm cảm biến đỗ xe, đồng hồ nước hoặc cảm biến IoT thông minh. Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm là khi gửi dữ liệu trở lại các cảm biến / thiết bị (khả năng đường xuống) bị hạn chế nghiêm trọng và nhiễu tín hiệu có thể trở thành một vấn đề lớn

Weightless

Weightless SIG được thành lập năm 2008 với sứ mệnh tiêu chuẩn hóa các công nghệ LPWAN. Có năm thành viên của nhóm Prom Prom Nhóm, bao gồm Accdvisor, ARM, M2COMM, Sony-Europe và Telensa. Weightless là tiêu chuẩn thực sự mở duy nhất hoạt động trong phổ không có giấy phép dưới 1 GHz. Có ba phiên bản của Trọng lượng phục vụ các mục đích khác nhau:

Weightless-W : tận dụng khoảng trắng (phổ địa phương không được sử dụng trong băng tần TV được cấp phép) 

Weightless-N : giao thức băng hẹp không được cấp phép sinh ra từ công nghệ của NAave.

Weightless-P : Giao thức hai chiều được tạo ra từ công nghệ Platanus của M2COMM

Trọng lượng N và P là các tùy chọn phổ biến hơn vì Trọng lượng-W có thời lượng pin ngắn hơn.

Weightless-N / NWave

Nwave rất giống với SigFox về chức năng nhưng tự hào triển khai lớp MAC tốt hơn. Nó tuyên bố sẽ sử dụng các kỹ thuật giải điều chế tiên tiến của cải thiện để cho phép mạng của mình cùng tồn tại với các công nghệ vô tuyến khác mà không có tiếng ồn bổ sung. Giống như SigFox, tốt nhất cho các mạng dựa trên cảm biến, đọc nhiệt độ, giám sát mức bể, đo sáng thông minh và các ứng dụng khác.

Weightless-P

Tiêu chuẩn này sử dụng điều chế FDMA + TDMA ở băng tần hẹp 12,5 kHz (lớn hơn SigFox nhưng nhỏ hơn LoRa). Nó cũng có tốc độ dữ liệu thích ứng, tương tự như Symphony Link (200 bps đến 100 kbps). Độ nhạy khá cao, -134 dBm tại 625 bps và hỗ trợ cả điều chế PSK và GMSK.

Weightless-P có ý nghĩa đối với các mạng riêng, các case study tinh vi hơn và các trường hợp kiểm soát dữ liệu đường lên và dữ liệu đường xuống là quan trọng. Bộ dụng cụ phát triển cho Weightless-P mới bắt đầu được tung ra thị trường.

  Bạn có khó khăn khi lựa chọn công nghệ kết nối IoT sau khi đọc bài viết trên không ?    

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "Những điều cơ bản cần biết về Smart Factory và công nghệ IoT".

Để lại bình luận

Địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố.