لتوفير إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء) خدمات الاتصال, تم نشر Sigfox شبكات واسعة النطاق منخفضة الطاقة (أنا آسف) في جميع أنحاء العالم. يمكن للمستخدمين الاتصال بشبكة Sigfox بعد تشغيل خدمة الاتصال. يتضمن المستخدمون شرائح RF أو وحدات تدعم بروتوكول Sigfox.
ما هي تقنية سيجفوكس?
رخيص, جدير بالثقة, خيار الطاقة المنخفضة لربط أجهزة الاستشعار والأدوات الذكية معًا هو Sigfox. نريد ربط الملايين من الأشياء المادية وجعل إنترنت الأشياء حقيقة واقعة عبر شبكات واسعة النطاق متخصصة منخفضة الطاقة.
يرسل جهاز المستخدم حزمة بيانات بروتوكول Sigfox الخاصة بالتطبيق, التي تستقبلها محطة Sigfox الأساسية القريبة وتسلمها مرة أخرى إلى خادم Sigfox السحابي. يتلقى خادم العميل المناسب حزمة البيانات من سحابة Sigfox, التي يقوم بتوزيعها. يقوم خادم العميل بعد ذلك بتحليل بيانات التطبيق ومعالجتها لإنشاء اتصال لاسلكي بين جهاز العميل والخادم.
ما هي شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة?
فى السنوات الاخيرة, ال انترنت الأشياء (إنترنت الأشياء) طورت نوعًا من تكنولوجيا طبقة الشبكة تسمى شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة تركز على تلبية احتياجات الاتصالات بعيدة المدى ومنخفضة الطاقة. تشتمل إحدى فئات تكنولوجيا الشبكات الشاملة ذات الطاقة المنخفضة على Lora, عديم الوزن, 802.11آه, وNB-IoT.
العقدة لديها الحد الأدنى من استهلاك الطاقة, وفي سيناريو إنترنت الأشياء النموذجي, قد تدوم بطاريتا AA لسنوات عديدة. تتمتع الشبكات واسعة النطاق ذات الطاقة المنخفضة أيضًا بمسافات نقل كبيرة, في كثير من الأحيان أكثر من 5 كم. هيكل الشبكة واضح ومباشر, وتشغيلها وصيانتها غير مكلفة. إن تطوير شبكات واسعة النطاق منخفضة الطاقة يلبي الحاجة إلى تكنولوجيا الاتصالات الحالية ويمهد الطريق للنمو الشامل لإنترنت الأشياء.
كيف يعمل سيجفوكس?
مبادئ تقنية Sigfox
نطاق ضيق للغاية (بنك الاتحاد الوطني) تكنولوجيا
يستخدم Sigfox تعديل النطاق الضيق للغاية بعرض إرسال يبلغ 100 هرتز لكل رسالة وسرعة البيانات 100 أو 600 بت في الثانية, اعتمادًا على إعداد الشبكة في مواقع مختلفة, لإرسال إشارات عبر نطاق مشترك من 192 عرض النطاق الترددي الطيفي كيلو هرتز.
يمكن لمحطة Sigfox الأساسية التواصل عبر مسافات كبيرة بأقل قدر من الضوضاء أو التداخل, بفضل تقنية UNB. يعتمد نطاق تردد النظام على المكان الذي سيتم نشر الشبكة فيه.
تتحكم القواعد واللوائح المحلية في النشر المعين. على سبيل المثال, نطاق التردد المستخدم في أوروبا هو 868-868.2 ميغاهيرتز; في بقية أنحاء العالم, فمن بين 902 و 928 ميغاهيرتز.
دخول عشوائي
الأسلوب الأساسي لتحقيق خدمة عالية الجودة هو الوصول العشوائي. يوجد اتصال غير متزامن بين الشبكة والجهاز. تقوم الأداة بإرسال الرسائل بتردد يتم تحديده عشوائيًا, يليه بث نسختين على ترددات مختلفة. "تنوع الوقت والتردد" هو المصطلح المستخدم لوصف هذا الاستخدام للتردد والوقت.
تنتقل رسالة بحجم 12 بايت بمعدل إرسال 100 بت في الثانية عبر الهواء لمدة 2.08 ثانية. تتم مراقبة الطيف الكامل بتردد 192 كيلو هرتز بواسطة محطة قاعدة Sigfox بحثًا عن إشارات UNB لإزالة التشكيل.
التعاون لتلقي
على عكس التقليدية الشبكات الخلوية, يعتمد الاستقبال التعاوني على فكرة عدم توصيل أي جهاز طرفي بمحطة قاعدة معينة. قد تتلقى أي محطة أساسية مجاورة الرسائل التي يوفرها الجهاز, وغالبًا ما يشتمل النشر الفعلي على ثلاث محطات قاعدة استقبال. ونحن نشير إلى هذا على أنه التنوع المكاني.
رسالة قصيرة
طورت Sigfox بروتوكول اتصالات الرسائل القصيرة لمعالجة مشكلات التغطية لمسافات طويلة منخفضة التكلفة وحدود الطاقة المنخفضة للأجهزة الطرفية. من 0 ل 12 البايتات قد تشكل حجم الرسالة. لإرسال بيانات الاستشعار, بما في ذلك الحالة, إنذار, نظام تحديد المواقع الإحداثيات, وحتى الأحداث مثل بيانات التطبيق, حمولة من 12 بايت كافية.
انتقال في اتجاهين
يبدأ الجهاز الطرفي رسالة الوصلة الهابطة. يتفاوض خادم Sigfox السحابي مع خادم العميل لنقل رسالة الوصلة الهابطة بعد استلام الرسالة من الجهاز مع تحديد مشغل الوصلة الهابطة. ستكون هناك نافذة استقبال بحد أقصى 25 ثانية بعد أن يقوم الجهاز بتسليم الإطار الأول لرسالة الوصلة الهابطة التي يتم تشغيلها لمدة 20 ثانية. تردد رسالة الوصلة الصاعدة في الإطار الأول بالإضافة إلى الإزاحة المعروفة يساوي تردد الوصلة الهابطة.
في ماذا يستخدم سيجفوكس?
SigFox هي شركة فرنسية يقع مكتبها الرئيسي في لابيج, فرنسا, وتأسست في 2009. يتطور سيجفوكس, ينتج عنه, ويبيع الرقائق, وحدات, منتجات إنترنت الأشياء, وحلول التطبيق من خلال شركاء السلسلة البيئية. تقوم Sigfox بتطوير وتصنيع المحطات الأساسية بنفسها, وتقوم Sigfox أو مشغلوها بتثبيتها أثناء توفير الشبكة والبرامج كخدمة. تستخدم الأداة شبكة Sigfox عندما يشتري البائع خدمة إنترنت الأشياء ضيقة النطاق. رقائق Sigfox مصنوعة من قبل الشركات الكبرى, بما في ذلك تكساس إنسترومنتس, اتميل, و إس تي مايكروإلكترونيكس. من الأجهزة النهائية إلى الخوادم السحابية والبيانات الخلفية, لدى Sigfox براءات اختراع تغطي كل شيء.
بعد إطلاق ناجح للغاية في أوروبا, تقدم SigFox الآن تغطية سلسة وشاملة للشبكة في 70 البلدان والأقاليم, يمتد 1.3 مليار شخص و 5.8 مليون كيلومتر مربع. شبكة SigFox لديها 17 مليون جهاز وعمليات مرتبطة 56 مليون رسالة يوميا. يمكن استخدام شبكة SigFox في مختلف الصناعات, مثل البيع بالتجزئة, أجهزة القياس الذكية المتعلقة بالطاقة, تطبيقات الصحة المتنقلة, إدارة المركبات, والمراقبة والتحكم عن بعد.
حلول سيجفوكس
قد يساعد استخدام تقنية Sigfox في سيناريوهات تطبيقات إنترنت الأشياء المختلفة في أن تصبح الصناعة أكثر ذكاءً وكفاءة, زيادة وفورات في التكاليف والكفاءة, وتعزيز إنتاجية العمل المجتمعية بشكل عام.
فيما يلي بعض سيناريوهات التطبيق الشائعة:
- إدارة الأصول - تحديد موضع الأصول وإعداد التقارير عن حالة المخزون
- تحديد المواقع اللوجستية والتتبع - الإبلاغ في الوقت الحقيقي عن الموقع اللوجستي والتحديثات
- قراءة العداد الذكي, بما في ذلك الإبلاغ عن أرقام العدادات وحالتها
- مواقف ذكية, تحديد التنفيذ الأساسي, إضاءة ذكية, النقل الذكي, إلخ.
- الري الذكي, اختبار التربة, مراقبة الماشية, إدارة, إلخ.
- العامة/البيئة: تلوث الهواء, كشف الخطر, استشعار الدخان, حالة المعدات, رعاية كبار السن, إلخ.
- المنزل الذكي: كشف الحالة والإبلاغ عنها, أنظمة أمن المنزل الذكية, والأجهزة الذكية
يتم تقديم حل شبكة كامل من Sigfox, بما في ذلك المحطات الأساسية والسحابة. تبحث Sigfox عن شركاء محليين وتعتمد عليهم لتثبيت الشبكة وتشغيلها على المستوى الدولي. تقدم Sigfox أجهزة الشبكات وخدمات الدعم الفني. المحطة هي بيئة التدفق الحر. يمكن الوصول إلى شبكة Sigfox باستخدام أي وحدة RF أو شريحة تدعم بروتوكول Sigfox. نتيجة ل, سيكون لدى منتجي الأجهزة الطرفية المزيد من الخيارات وأسعار أفضل. قد يحصل عملاء Sigfox على خدمة شاملة (نهاية إلى السحابة) حل شامل مدعوم بنظام بيئي عالمي قوي يسمح لبضائعهم بالاتصال بسرعة بشبكة Sigfox وتقديمها إلى السوق.
ما هي مميزات سيجفوكس?
- يتم استخدام القليل من الطاقة للغاية, مما يزيد من عمر البطارية. قد تستمر الأداة النموذجية التي تعمل بالبطارية لمدة تصل إلى عشر سنوات.
- سهلة الاستخدام: لا يوجد إشارة, تدفق التكوين, أو طلب اتصال بين المحطة الأساسية والجهاز. النظام جاهز للعمل في غضون دقائق!
- سعر منخفض: تعمل Sigfox على تحسين كل مرحلة من مراحل العملية لتكون اقتصادية قدر الإمكان, بدءًا من وحدة RF المستخدمة في الجهاز وانتهاءً بشبكة Sigfox.
- رسالة صغيرة: يمكن لجهاز المستخدم فقط إرسال الحزم التي تصل إلى 12 بايت في الحجم.
- التكامل: يمكن للعملاء استخدام Sigfox كشبكة احتياطية لأي نوع آخر من الشبكات, مثل الواي فاي, بلوتوث, جي بي آر إس, إلخ., بسبب تكلفتها الرخيصة وسهولة استخدامها.
المعلمات التقنية لSigfox
شريط ضيق للغاية (بنك الاتحاد الوطني) التعديل هو أسلوب يستخدمه SigFox لإرسال رسائل مختصرة بمعدل بيانات منخفض. يعد SigFox مناسبًا بشكل أفضل لتطبيقات الاندفاع التي تحتاج إلى نقل صغير, كميات غير منتظمة من البيانات بسبب عرض النطاق الضيق والرسائل المختصرة. تحتوي إشارة تحميل Sigfox على نطاق ترددي يبلغ 100 هرتز, تعديل دببسك, 100معدل البيانات بالثانية, والحد الأدنى لحساسية الاستقبال -142 ديسيبل. ويقدم الحد الأقصى من 140 الرسائل لكل جهاز يوميا, 12 بايت (96 أجزاء) طويل, وينقل في 2.08 ثواني. لزيادة احتمال تلقي الاتصالات, يبث SigFox رسائل الوصلة الصاعدة ثلاث مرات.
ما هو اتجاه السوق لSigfox?
من خلال التعاون والشبكات المتقدمة بشكل مستقل, أنشأت Sigfox شبكات Sigfox في العديد من الدول الأوروبية. إن تقنية تطبيقات LPWAN الرائدة في السوق الأوروبية هي الآن شبكة Sigfox. تقدمت Sigfox بسرعة منذ دخولها السوق الأمريكية 2014. يعد الترويج لاعتماد تقنية Sigfox في منطقة آسيا والمحيط الهادئ هو الهدف الأساسي لـ Sigfox في هذا الوقت. تظهر الحسابات أن السوق العالمية لعمليات شبكة Sigfox زادت من اليورو 2.25 مليون في 2015 إلى يورو 22.95 مليون في 2019, مع معدل نمو سنوي مركب قدره 78.7%. وستشهد منطقة آسيا والمحيط الهادئ والشرق الأوسط المزيد من تطبيقات تكنولوجيا Sigfox, مما أدى إلى زيادة الطلب على عمليات شبكة Sigfox على مستوى العالم.
قامت Sigfox في البداية بإنشاء شبكتها وصيانتها من خلال الدعم الذاتي. لكن, تتطلب هذه الإستراتيجية الكثير من الوقت والموارد المادية, تكاليف باهظة, والعمليات الطويلة, منع الأعمال من تطوير تقنيات جديدة. من خلال الترخيص, تتعاون Sigfox مع مشغلي الاتصالات لإيجاد حل لهذه المشكلة. تقع مسؤولية إنشاء الشبكة وصيانتها على عاتق مشغلي الاتصالات المعتمدين, وSigfox مؤهلة لتلقي جزء من إيراداتها من عمليات الشبكة.
يرتفع عدد محطات Sigfox الأساسية بسرعة أثناء وضع البناء الشريك, وبدأت شركة Sigfox أيضًا في البحث عن أسواق جديدة, مما يتسبب في استمرار تزايد عدد اتصالات شبكة Sigfox. بواسطة 2019, كانت هناك 15.3 مليون اتصال Sigfox في جميع أنحاء العالم, مع معدل نمو سنوي مركب قدره 147.4 بالمائة من 2017 ل 2019. بواسطة 2024, يمكن أن يكون هناك أكثر من 100 مليون اتصال بشبكة Sigfox, وذلك بفضل تطورها في منطقة الشرق الأوسط وآسيا والمحيط الهادئ.
ما هو الفرق بين لورا وSigfox?
المبادئ الفنية لـ SigFox و LoRa
سيج فوكس
Sigfox هو نطاق ضيق (أو النطاق الضيق للغاية) التكنولوجيا التي تستخدم مفتاح التحول الطور الثنائي, تقنية إرسال راديوية قياسية تأخذ الحد الأدنى من الطيف وتحول مرحلة موجات الراديو الحاملة لتشفير البيانات. وهذا يحد من الإشارات التي قد يتلقاها جهاز الاستقبال إلى جزء مقيد من النطاق, تقليل تداخل الضوضاء. لتشغيل الشبكة, هناك حاجة إلى محطات قاعدة معقدة إلى حد ما ومحطات لاسلكية غير مكلفة.
على الرغم من أن Sigfox يوفر اتصال ثنائي الاتجاه, قدرتها من المحطة الأساسية إلى المحطة محدودة, وتكلفتها عالية. لكن, الاتصال من المطار إلى المحطة الأساسية جيد جدًا. وذلك لأن أجهزة استقبال نقطة النهاية أقل حساسية من المحطات الأساسية باهظة الثمن.
Sigfox لديها عمليات في أكثر من 36 الدول اعتبارا من نهاية 2017 (17 والتي كانت لها تغطية على مستوى البلاد), وتعتزم تمديد هذا العدد إلى 60 في 2018.
لورا
LoRa هي تقنية الطيف المنتشر التي تعمل عادةً في 125 كيلو هرتز أو أعلى بنطاق أكبر من Sigfox. ويستخدم كسب التشفير عند هذا التردد لزيادة حساسية جهاز الاستقبال.
سيج فوكس, والتي لديها تدخل محتمل أكثر أهمية, يستخدم طيفًا أقل من LoRa, الذي يستخدم أكثر. من خلال مكاسب الترميز, إشارة LORA قد, مع ذلك, تقليل الضوضاء الناتجة عن عرض النطاق الترددي الموسع بشكل كبير.
SigFox و LoRa لهما نفس السعر تقريبًا. لكن, تعد محطات LoRa والمحطات الأساسية أقل تكلفة لأنها تستخدم نفس الشريحة التي تستخدمها معدات SigFox باهظة الثمن. تعد محطات SigFox أكثر تكلفة بكثير من محطات LoRa, على الرغم من أنها غالبًا ما تكون أكثر تكلفة من المحطات الطرفية.
سيناريوهات تطبيق SigFox وLoRa
تختلف إمكانيات تطبيق Sigfox وLoRa بسبب خصائصها التكنولوجية المختلفة.
الفرق الأكثر شيوعًا هو أن Sigfox يتطلب أجهزة المحطة الأساسية لمزود خدمة الهاتف المحمول. لا يمكن استخدام Sigfox في المواقع البعيدة أو الجوفية حيث تكون تغطية الخلايا غير كافية, كما هو الحال أثناء الأنشطة تحت الأرض مثل التعدين وحفر الأنفاق, العمليات الصناعية والتعدينية في المناطق الجبلية, والمناطق الشمالية الغربية غير المأهولة بالسكان. لا توجد قيود جغرافية نظرًا لأن LoRa ليس من الضروري المرور عبر المحطة الأساسية لشركة النقل, ويمكنك إنشاء شبكتك وتشغيلها بتكلفة معقولة. مواقف السيارات بالأسفل, على سبيل المثال
يمكن أن يكون LoRa خيارًا مفضلاً إذا كان الاتصال المتماثل يتطلب تدفقًا حقيقيًا للبيانات ثنائية الاتجاه. LoRa هو الخيار المثالي إذا كنت ترغب في التحكم بقدرات القيادة, مثل مراقبة الشبكة.
القيادة والتحكم في الاتجاهين ممكنة مع Sigfox; لكن, لكي يعمل بشكل صحيح, يجب أن تكون كثافة الشبكة أكثر أهمية بسبب الاتصالات غير المتماثلة. نتيجة ل, يعد Sigfox خيارًا ممتازًا للتطبيقات التي تتطلب القليل من البيانات ومعدلات نقل منخفضة.
يستهدف كل من Sigfox وLoRa أسواقًا مماثلة باستثناء هذه الاختلافات الطفيفة. تحاول كلتا التقنيتين تلبية لوائح الاتصالات الخاصة بلجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC)., ويتم إحراز تقدم. من المهم أن نتذكر أن كلا التقنيتين واجهتا صعوبات في الوصول إلى السوق التنظيمية الأمريكية حيث أنهما كانا مخصصين في البداية للنطاق الأوروبي بينهما 865 و 868 ميغاهيرتز.
تاريخ سيجفوكس
تم إنشاء هذه التكنولوجيا من قبل شركة Sigfox الفرنسية. يستخدم تطوير تقنية الشبكة اللاسلكية لأجهزة إنترنت الأشياء تقنية تعديل النطاق الضيق للغاية. وهو عنصر حاسم في نظام تكنولوجيا LPWAN ويتمتع بخصائص الاستهلاك المنخفض للطاقة, تكلفة رخيصة, وانخفاض معدل انتقال لمسافات طويلة. يتراوح نطاق التردد لـ Sigfox في البلدان أو المناطق الأخرى بين 902 و 928 ميغاهيرتز, بينما نطاق التردد لـ Sigfox في أوروبا هو 868 MHz ونطاق التردد لـ Sigfox في الولايات المتحدة هو 915 ميغاهيرتز. مع عرض نقل يبلغ 100 هرتز وكثافة طاقة عالية لكل نطاق تردد وحدة, يستخدم Sigfox تقنية تعديل النطاق الضيق للغاية لإرسال الإشارات في نطاق تردد مشترك 192 كيلو هرتز من عرض النطاق الترددي الطيفي. Sigfox هو المسؤول عن نشر Sigfox في جميع أنحاء العالم. مثل كانون الاول 2019, 1.1 استخدم مليار شخص شبكة Sigfox, الذي يغطيه ذلك التاريخ 5 عرضها مليون كيلومتر مربع 70 الأمم.
تتكون سلسلة توريد Sigfox من الشركات المصنعة للرقائق والوحدات النمطية, مطورو المنصات المتوسطة ومشغلو الشبكات, والتطبيقات النهائية والشركات المصنعة للمحطات الطرفية.
