Poskytovat internet věcí (IoT) spojovací služby, Sigfox byl nasazen širokoúhlé sítě s nízkým výkonem (omlouvám se) po celém světě. Uživatelé se mohou připojit k síti Sigfox po spuštění připojovací služby. Uživatelé zahrnují RF čipy nebo moduly, které podporují protokol Sigfox.
Co je technologie Sigfox?
Levný, spolehlivý, Nízkoenergetickou možností pro spojení senzorů a gadgetů je Sigfox. Chceme propojit miliony fyzických objektů a udělat z internetu věcí realitu prostřednictvím specializovaných nízkoenergetických rozlehlých sítí.
Uživatelské zařízení přenáší datový paket protokolu Sigfox specifický pro aplikaci, které blízká základnová stanice Sigfox přijímá a doručuje zpět na cloudový server Sigfox. Příslušný klient-server obdrží datový paket z cloudu Sigfox, které distribuuje. Klientský server poté analyzuje a zpracovává data aplikace, aby navázal bezdrátové spojení mezi klientským zařízením a serverem.
Co je nízkoenergetická Wide area network?
V posledních letech, a Internet věcí (IoT) vyvinula jakousi technologii síťové vrstvy nazývanou nízkoenergetická rozlehlá síť zaměřená na splnění komunikačních potřeb na dlouhé vzdálenosti a nízké spotřeby.. Jedna třída technologie komplexních oblastních sítí s nízkou spotřebou zahrnuje Lora, Beztíže, 802.11AH, a NB-IoT.
Uzel má minimální spotřebu energie, a v typickém scénáři internetu věcí, dvě baterie AA mohou vydržet mnoho let. Rozlehlé sítě s nízkým výkonem mají také velké přenosové vzdálenosti, často více než 5 km. Struktura sítě je přímočará, a jeho provoz a údržba je levná. Rozvoj širokoúhlých sítí s nízkou spotřebou energie naplňuje potřebu současných komunikačních technologií a připravuje cestu pro rozsáhlý růst internetu věcí..
Jak Sigfox funguje?
Principy technologie Sigfox
Ultra úzký pásek (UNB) technika
Sigfox využívá ultra-úzkopásmovou modulaci s přenosovou šířkou 100 Hz pro každou zprávu a rychlost dat 100 nebo 600 bitů za sekundu, v závislosti na nastavení sítě na různých místech, posílat signály přes sdílené pásmo 192 kHz šířka pásma spektra.
Základnová stanice Sigfox může komunikovat na velké vzdálenosti s minimálním šumem nebo rušením, díky technologii UNB. Frekvenční pásmo systému závisí na tom, kde bude síť nasazena.
Místní pravidla a předpisy řídí konkrétní nasazení. Například, frekvenční rozsah používaný v Evropě je 868-868.2 MHz; ve zbytku světa, je to mezi 902 a 928 MHz.
Náhodný přístup
Základní technikou pro dosažení vysoce kvalitních služeb je náhodný přístup. Mezi sítí a zařízením existuje asynchronní komunikace. Gadget přenáší zprávy na frekvenci, která je vybrána náhodně, následuje přenos dvou kopií na různých frekvencích. „Časová a frekvenční rozmanitost“ je termín používaný k popisu tohoto použití frekvence a času.
12bajtová zpráva s přenosovou rychlostí 100 bps cestuje vzduchem po dobu 2,08 s. Celé spektrum 192 kHz je monitorováno základnovou stanicí Sigfox při hledání signálů UNB pro demodulaci.
Spolupráce k přijímání
Na rozdíl od konvenčních celulární sítě, kooperativní příjem je založen na myšlence, že žádné koncové zařízení není připojeno k určité základnové stanici. Jakákoli sousední základnová stanice může přijímat zprávy, které zařízení poskytuje, a skutečné nasazení má často tři přijímací základnové stanice. Říkáme tomu prostorová rozmanitost.
Krátká zpráva
Sigfox vyvinul komunikační protokol krátkých zpráv, který řeší problémy s nízkonákladovým pokrytím na velké vzdálenosti a nízkými limity spotřeby koncových zařízení.. Z 0 na 12 bajty mohou tvořit velikost zprávy. Chcete-li odeslat data senzoru, včetně stavu, alarmy, GPS souřadnice, a dokonce i události, jako jsou data aplikací, užitečné zatížení 12 bajtů je dostačující.
Obousměrný přenos
Koncové zařízení zahájí sestupnou zprávu. Cloudový server Sigfox vyjednává s klientským serverem o odeslání zprávy pro stahování poté, co obdrží zprávu ze zařízení s identifikací spouštěče pro stahování. Poté, co zařízení doručí první rámec spouštěcí downlink zprávy pro 20S, bude existovat přijímací okno s maximální délkou 25 s.. Frekvence uplinkové zprávy v prvním rámci plus známý offset se rovná sestupné frekvenci.
K čemu se Sigfox používá?
SigFox je francouzský podnik s hlavním sídlem v Labege, Francie, a byla založena v r 2009. Sigfox se vyvíjí, vyrábí, a prodává chipsy, moduly, produkty IoT, a aplikační řešení prostřednictvím partnerů ekologického řetězce. Sigfox vyvíjí a vyrábí základnové stanice samostatně, a Sigfox nebo jeho operátoři je instalují a zároveň poskytují síť a software jako službu. Gadget využívá síť Sigfox, když si prodejce koupí službu úzkopásmového internetu věcí. Čipy Sigfox vyrábějí velké společnosti, včetně Texas Instruments, Atmel, a ST Microelectronics. Od koncových zařízení po cloudové servery a back-end data, Sigfox má patenty pokrývající vše.
Po velmi úspěšném uvedení v Evropě, SigFox nyní nabízí bezproblémové a komplexní pokrytí sítě 70 země a území, překlenutí 1.3 miliarda lidí a 5.8 milionů čtverečních kilometrů. Síť SigFox má 17 milionů propojených zařízení a procesů 56 milionů zpráv denně. Síť SigFox může být použita v různých průmyslových odvětvích, jako je maloobchod, inteligentní měřiče související s energií, mobilní zdravotní aplikace, řízení vozidla, a vzdálené monitorování a ovládání.
Řešení Sigfox
Používání technologie Sigfox v různých scénářích aplikací IoT může pomoci odvětví stát se inteligentnějším a efektivnější, zvýšit úsporu nákladů a efektivitu, a zvýšit celkovou společenskou produktivitu práce.
Zde jsou některé běžné scénáře aplikací:
- Správa majetku — Umístění majetku a hlášení stavu zásob
- Logistické polohování a sledování — Hlášení logistického umístění a aktualizací v reálném čase
- Inteligentní odečet měřičů, včetně hlášení o číslech a stavu měřidel
- Inteligentní parkování, identifikace zásadní implementace, inteligentní osvětlení, inteligentní doprava, atd.
- Chytré zavlažování, testování půdy, sledování hospodářských zvířat, řízení, atd.
- Veřejnost/životní prostředí: znečištění ovzduší, detekce nebezpečí, snímání kouře, stav zařízení, péče o seniory, atd.
- Chytrý domov: detekce stavu a hlášení, inteligentní domácí zabezpečovací systémy, a chytré spotřebiče
Nabízí se celé síťové řešení od Sigfox, včetně základnových stanic a cloudu. Sigfox hledá místní partnery a závisí na nich, aby instalovali a provozovali síť v mezinárodním měřítku. Sigfox nabízí síťový hardware a služby technické podpory. Terminál je volně plynoucí prostředí. K síti Sigfox lze přistupovat pomocí libovolného RF modulu nebo čipu, který podporuje protokol Sigfox. Jako výsledek, výrobci koncových zařízení budou mít více možností a lepší ceny. Zákazníci Sigfox mohou získat end-to-end (end-to-cloud) komplexní řešení podporované robustním globálním ekosystémem, který umožňuje jejich zboží rychle se připojit k síti Sigfox a uvést je na trh.
Jaké jsou výhody Sigfox?
- Spotřebuje se extrémně málo energie, což zvyšuje životnost baterie. Typický přístroj na baterie může vydržet až deset let.
- Jednoduché použití: Není tam žádná signalizace, konfigurační tok, nebo požadavek na spojení mezi základnovou stanicí a zařízením. Systém je funkční během několika minut!
- Nízká cena: Sigfox optimalizuje každou fázi procesu tak, aby byl co nejhospodárnější, počínaje RF modulem použitým v zařízení a konče sítí Sigfox.
- Malá zpráva: Uživatelské zařízení může přenášet pouze pakety, které jsou až 12 velikost bajtů.
- Komplementarita: Zákazníci mohou používat Sigfox jako záložní síť pro jakýkoli jiný typ sítě, jako je Wi-Fi, Bluetooth, GPRS, atd., díky nízké ceně a jednoduchosti použití.
Technické parametry Sigfoxu
Ultra úzký pásek (UNB) modulace je metoda používaná SigFoxem k odesílání krátkých zpráv nízkou datovou rychlostí. SigFox se lépe hodí pro hromadné aplikace, které potřebují dopravu malých rozměrů, nepravidelné množství dat kvůli šířce úzkého pásma a krátkým zprávám. Signál nahrávání Sigfox má šířku pásma 100 Hz, DBPSK modulace, 100datová rychlost bps, a minimální citlivost příjmu -142 dBm. Nabízí max 140 zpráv na zařízení za den, 12 bajtů (96 bitů) dlouho, a přenášeny v 2.08 sekundy. Zvýšit pravděpodobnost, že bude komunikace přijata, SigFox vysílá uplink zprávy třikrát.
Jaký je trend na trhu pro Sigfox?
Prostřednictvím spolupráce a nezávisle vyvinutých sítí, Sigfox založil sítě Sigfox v několika evropských zemích. Přední aplikační technologií LPWAN na evropském trhu je nyní síť Sigfox. Sigfox od vstupu na americký trh rychle pokročil 2014. Podpora zavádění technologie Sigfox v asijsko-pacifické oblasti je v současnosti hlavním cílem Sigfox. Výpočty ukazují, že celosvětový trh pro síťové operace Sigfox vzrostl z EUR 2.25 milionů v 2015 na EUR 22.95 milionů v 2019, s CAGR 78.7%. V asijsko-pacifické oblasti a na Středním východě bude více aplikací technologie Sigfox, což má za následek celosvětově zvýšenou poptávku po síťových provozech Sigfox.
Sigfox zpočátku primárně založil a udržoval svou síť prostřednictvím vlastní podpory. nicméně, tato strategie vyžadovala mnoho času a materiálních zdrojů, nákladné náklady, a zdlouhavé procesy, brání podnikání ve vývoji nových technologií. Prostřednictvím autorizace, Sigfox spolupracuje s komunikačními operátory na nalezení řešení tohoto problému. Výstavba a údržba sítě jsou v kompetenci schválených komunikačních operátorů, a Sigfox má nárok na část svých příjmů ze síťových operací.
Počet základnových stanic Sigfox během režimu budování partnera rychle stoupá, a firma Sigfox se také začíná poohlížet po nových trzích, což způsobuje, že počet síťových připojení Sigfox neustále roste. Podle 2019, tam byly 15.3 milionů připojení Sigfox po celém světě, s CAGR 147.4 procent z 2017 na 2019. Podle 2024, může být více než 100 milionů připojení k síti Sigfox, díky svému rozvoji na Blízkém východě a v Asii a Tichomoří.
Jaký je rozdíl mezi LoRa a Sigfox?
Technické principy SigFox a LoRa
SigFox
Sigfox je úzkopásmový (nebo ultra-úzkopásmové) technologie, která využívá binární klíčování s fázovým posunem, standardní technika rádiového přenosu, která zabírá minimální spektrum a posouvá fázi nosných rádiových vln pro kódování dat. To omezuje signály, které může přijímač přijímat, na omezenou část dosahu, snížení rušení šumem. Pro provoz sítě, jsou zapotřebí poněkud složité základnové stanice a levné bezdrátové terminály.
Přestože Sigfox poskytuje obousměrnou komunikaci, jeho kapacita od základnové stanice k terminálu je omezená, a jeho cena je vysoká. nicméně, komunikace z letiště na základnovou stanici je docela dobrá. Je to proto, že koncové přijímače jsou méně citlivé než drahé základnové stanice.
Sigfox má operace ve více než 36 národů ke konci 2017 (17 které měly celostátní pokrytí), a měl v úmyslu tento počet rozšířit na 60 v 2018.
LoRa
LoRa je technologie s rozprostřeným spektrem, která obvykle funguje na 125 kHz nebo vyšší s větším pásmem než Sigfox. Zisk kódování se na této frekvenci používá ke zvýšení citlivosti přijímače.
SigFox, který má výraznější potenciální rušení, využívá menší spektrum než LoRa, která využívá více. Prostřednictvím zisku z kódování, signál LORA může, nicméně, výrazně minimalizuje šum způsobený rozšířenou šířkou pásma.
SigFox a LoRa jsou přibližně za stejnou cenu. nicméně, Terminály a základnové stanice LoRa jsou levnější, protože používají stejný čip jako drahé zařízení SigFox. Stanice SigFox jsou mnohem dražší než stanice LoRa, i když jsou často dražší než terminály.
Aplikační scénáře SigFox a LoRa
Možnosti použití Sigfox a LoRa se liší kvůli jejich odlišným technologickým vlastnostem.
Nejběžnějším rozdílem je, že Sigfox vyžaduje hardware základnové stanice poskytovatele mobilních služeb. Sigfox nelze použít ve vzdálených nebo podzemních lokalitách, kde je pokrytí buněk nedostatečné, například při podzemních činnostech, jako je těžba a ražení tunelů, průmyslové a těžební operace v kopcovitých oblastech, a neobydlené severozápadní oblasti. Neexistují žádná geografická omezení, protože LoRa nemusí procházet přes základnovou stanici dopravce, a můžete vytvořit a provozovat svou síť za rozumnou cenu. Parkovací garáže pod, například
LoRa by mohla být výhodnější volbou, pokud symetrická konektivita vyžaduje skutečný obousměrný tok dat. LoRa je ideální volbou, pokud chcete ovládat a ovládat schopnosti, jako je monitorování sítě.
Sigfox umožňuje obousměrné velení a ovládání; nicméně, aby to fungovalo správně, hustota sítě musí být výraznější kvůli asymetrickým spojům. Jako výsledek, Sigfox je vynikající volbou pro aplikace vyžadující málo dat a nízké přenosové rychlosti.
Sigfox a LoRa se zaměřují na srovnatelné trhy s výjimkou těchto nepatrných odchylek. Obě technologie se snaží splnit komunikační předpisy FCC, a dochází k pokroku. Je důležité si uvědomit, že obě technologie měly potíže s přístupem na americký regulační trh, protože byly původně určeny pro evropské pásmo 865 a 868 Mhz.
Historie Sigfoxu
Technologie byla vytvořena francouzskou firmou Sigfox. Vývoj technologie bezdrátových sítí pro zařízení internetu věcí využívá technologii modulace ultraúzkého pásma. Je kritickou součástí technologického systému LPWAN a má vlastnosti nízké spotřeby energie, levné náklady, a nízká rychlost přenosu na dlouhé vzdálenosti. Frekvenční pásmo pro Sigfox v jiných zemích nebo regionech je mezi 902 a 928 MHz, zatímco frekvenční pásmo pro Sigfox v Evropě je 868 MHz a frekvenční pásmo pro Sigfox ve Spojených státech je 915 MHz. S přenosovou šířkou 100 Hz a vysokou hustotou výkonu na jednotku frekvenčního pásma, Sigfox využívá technologii modulace ultraúzkého pásma k odesílání signálů ve sdíleném frekvenčním pásmu 192 kHz spektrální šířky pásma. Sigfox má na starosti celosvětové nasazení Sigfoxu. Od prosince 2019, 1.1 miliarda jednotlivců využívala síť Sigfox, které se toto datum týkalo 5 milionů čtverečních kilometrů napříč 70 národů.
Dodavatelský řetězec Sigfox se skládá z upstream výrobců čipů a modulů, vývojáři středních platforem a provozovatelé sítí, a navazující výrobci aplikací a terminálů.
