Comment définir les technologies LPWAN?
LPWAN en est untélécommunication sans fil WAN développé pour permettre une communication longue portée avec un pourcentage de bits inférieur. Une majorité des technologies LPWAN sont capables d’atteindre une couverture réseau de plusieurs kilomètres voire dizaines de kilomètres. En raison de sa large couverture réseau et de la faible consommation électrique des terminaux, il est plus adapté au déploiement de systèmes à grande échelle Applications IdO.
Par rapport aux technologies traditionnelles de l’Internet des objets, Les technologies LPWAN possèdent des atouts distinctifs. Les technologies LPWAN possèdent des distances plus longues, contrairement aux autres technologies de connexion sans fil comme Bluetooth., Wifi, Zigbee et 802.15.4. Quoi de plus, Il possède une connexion à faible consommation d'énergie par rapport aux technologies cellulaires(comme GPRS, 3G et 4G).
Les principes de fonctionnement du LPWAN
La technologie Wize, qui provient de la norme européenne EN-13757 Wireless M-bus, fait référence à Technologie réseau LPWAN. Défini par l'Alliance Wize, La technologie Wize fait référence à un type de standard Internet des objets, qui se concentre principalement sur les applications telles que la mesure sans fil, villes intelligentes et IoT industriel.
Le Wize fonctionne dans le 169 Bande de fréquence MHz, qui fonctionne comme une bande de fréquences sans licence en Europe. Comme il utilise une bande basse fréquence avec de longues longueurs d’onde et une forte capacité de pénétration des bâtiments et des barrières, sa perte de trajet est considérablement réduite, conduisant à une portée de transmission plus longue allant jusqu'à vingt kilomètres. L'accord Wize est un accord bidirectionnel qui permet le transfert et la réception d'informations jusqu'à 246 octets et permet d'effectuer la mise à jour du micrologiciel à distance sur l'appareil en réseau. En raison de la transmission de messages courts du Wize, les appareils concernés doivent être allumés pendant quelques minutes seulement. Et la durée de vie de la batterie peut durer jusqu'à 20 années. Quoi de plus, Wize possède les fonctionnalités de cryptage de bout en bout, assurer le plus haut niveau de sécurité.
Quelles sont les technologies sans fil incluses dans LPWAN? (quatre technologies sans fil)
Les principales caractéristiques techniques du Wize:
- La gamme de bandes de fréquences va de 169.4 MH à 169.475 MHz, avec une bande passante complète de 75 kHz.
- Le spectre radioélectrique est classé en 6 chaînes (cinq liaisons montantes, une liaison descendante), 12.5 kHz par canal.
- Communication biodirectionnelle de 256 octets de liaison montante ainsi que 256 octets liaison descendante.
- Fonctions déboguées et démodulées extensibles, le logiciel définissant la radio (GFSK et 4GFSK).
- Temps de communication, cycle de service pour dix pour cent, six minutes par heure.
- Plage de débit de communication de 2 400 bps à 6 400 bps.
- La distance de communication est jusqu'à 50 km ou à l'extérieur, jusqu'à dix km ou plus en intérieur, la couverture en profondeur de la plage intérieure de 2,5 km aux autres.
- Cryptage de sécurité, AES128.
- Capacité de communication quotidienne réduite (cinq à dix fois), consommation d'énergie extrêmement faible, et les petites batteries au lithium sont capables d'alimenter les appareils de relevé de compteurs à distance pendant quinze à vingt ans.
- Un mécanisme d'accord permet la planification et l'exécution des mises à jour du micrologiciel de l'équipement avec une radio de diffusion..
La technologie LoRa appartient-elle au LPWAN?
LoRa, qui reste l'une des technologies de communication en réseau LPWAN, fait référence à un format de modulation unique généré par la partie RF de Semtech basé sur la technologie d'étalement du spectre pour la transmission sans fil ULR, qui est utilisé et amélioré par Semtech.
Les puces principales de la section LoRa Radio Frequency incluent le SX1276 ainsi que le SX1278.. L'intégration de puces est à petite échelle et très efficace afin d'apporter une sensibilité de réception élevée au module sans fil LoRa..
La puce passerelle est équipée de SX1301, qui est plus intégré et a plus de passages, et la passerelle LoRa combinée avec SX1301 comme clé est capable de créer un réseau auto-organisé IoT multi-nœuds compliqué avec de nombreux modules LoRa.
La technologie NB-IoT appartient-elle au LPWAN?
Technologie NB-IoT fonctionne comme un LPWA (Réseau étendu à faible consommation) solution avec les avantages suivants:
Des connexions massives: Dans le même complexe, Le NB-IoT peut fournir un accès 50 à 100 fois supérieur à celui des technologies sans fil existantes., ce qui va jusqu'à 100,000 Connexions.
Consommation d'énergie ultra faible: Les appareils NB-IoT consomment peu d’énergie et peuvent garantir une durée de vie de la batterie supérieure à cinq ans.
Couverture profonde: NB-IoT améliore le gain de 20 dB par rapport au LTE et améliore la capacité de couverture de 100 fois, permettant une couverture approfondie des environnements difficiles à atteindre avec les signaux sans fil traditionnels.
Sécurité et fiabilité: Il prend en charge l'authentification bidirectionnelle et le cryptage strict des ports aériens pour obtenir un accès fiable de niveau opérateur..
La technologie LTE-M appartient-elle au LPWAN?
LTE-M, ce qui signifie évolution à long terme Type de machine Catégorie de communication M1, ou LTE MTC Cat M1 ainsi que LTE-M, est une norme technologique LPWAN annoncée par le 3GPP dans Release 13 du cahier des charges. LTE-M est une technologie LPWAN qui prend en charge l'IoT en réduisant la complexité des appareils et en offrant une plage couverte étendue tout en permettant la réutilisation de l'infrastructure d'installation LTE.. Durée de vie de la batterie pouvant aller jusqu'à plus de dix ans et prix des modems réduits à 20 à 25% du modem EGPRS existant.
La technologie Sigfox appartient-elle au LPWAN?
Sigfox est une bande ultra-étroite (UNB) technologie. Les caractéristiques du saut de fréquence, la répétition de trame et la connectivité multi-stations de base le rendent très résistant aux interférences. Sigfox utilise un système d'accès radio qui permet la communication dans n'importe quel environnement industriel., scientifique, et médical (ISM) bande radio. Par exemple, la région européenne utilise un large 192 spectre kHz à 868 MHz pour le déploiement et assure 100 Bande passante du canal Hz pour les communications en liaison montante. Pour obtenir une consommation d'énergie extrêmement faible, la communication avec l'appareil n'est possible que pendant de courtes périodes, par exemple lorsque l'appareil allume son récepteur après l'envoi d'un message.
La technologie WIFI appartient-elle au LPWAN?
Wifi, également appelé Wireless Fidelity, est une technologie de fidélité sans fil. Il s'agit d'une technologie qui permet à un terminal tel qu'un PC et un équipement portable (par exemple., PDA et téléphones portables) être interconnectés les uns aux autres de manière sans fil.
Wi-Fi fait référence à une marque de technique de communication réseau sans fil gérée par le Wifi Alliance pour améliorer l'interconnectivité entre les éléments en réseau sans fil sur la base de l'IEEE 802.11 standard.
Dans le contexte des réseaux locaux sans fil, cela signifie « certification de compatibilité sans fil », qui est essentiellement une certification commerciale et une technologie pour les réseaux sans fil.
Les atouts & inconvénients du LPWAN Les technologies
Quelques principaux atouts de la technologie LPWAN:
Longue portée, large couverture jusqu'à des dizaines de kilomètres.
Consommation d'énergie réduite, la durée de vie de la batterie peut aller jusqu'à dix ans.
Faible débit de données, faible consommation de bande passante, faible capacité de données et faible fréquence de communication
Le délai de transmission n'est pas sensible, et l'exigence de transmission de données en temps réel n'est pas élevée
Faible coût, faible coût de déploiement en raison d'exigences à grande échelle
Passerelle ou station de base, grande zone de couverture, le faible nombre requis pour la construction des infrastructures de réseau
Comme la plupart des technologies fonctionnent dans les bandes inférieures au GHz, la pénétration du signal réseau est forte
Les enjeux du LPWAN
L'architecture trop fermée du réseau étendu traditionnel rend difficile la réalisation d'une interconnexion multi-cloud.
Dans les années suivantes, la nébulisation est la tendance au développement. La majorité des entreprises déploieront leur activité dans le cloud. Pour accéder aux applications cloud, Le WAN d'entreprise doit s'interconnecter avec le cloud public, cloud privé et cloud SaaS, et l'architecture WAN traditionnelle fermée peut difficilement satisfaire aux exigences d'interconnexion de plusieurs cloud.. De plus, la migration des activités des entreprises vers le cloud obligera inévitablement le WAN d'entreprise à transporter de plus en plus de trafic d'applications liées au cloud., et les réseaux WAN traditionnels peuvent difficilement supporter l'augmentation du trafic WAN.
Des réseaux de plus en plus flexibles rendent difficile la réalisation d'interconnexions diversifiées
La mondialisation rend les succursales des entreprises de plus en plus dispersées, et différentes branches ont des exigences différentes en matière de réseaux. Par exemple, certains ont besoin de réseaux multicouches, certains ont besoin de réseaux plats, certains ont besoin de réseaux de sites de succursales avec plusieurs liaisons montantes(plus que 5), et certains ont besoin de réseaux avec plusieurs HUB (plus que 4). Face à un réseau aussi compliqué, il est difficile pour les réseaux WAN traditionnels d'obtenir une mise en réseau flexible et de répondre à la demande d'interconnexion diversifiée des entreprises.
Le nombre considérablement accru de candidatures rend difficile la garantie de l’expérience de candidature.
À l’heure du cloud et de la digitalisation, un grand nombre d'entreprises émergentes étroitement intégrées au cloud computing sont florissantes, et le nombre et les types d'applications d'entreprise explosent, comme la voix, vidéo, transfert de fichier, e-mail, et applications SaaS, etc. Différentes applications ont des exigences différentes en matière de qualité de liaison. Les lignes privées d'entreprise traditionnelles ne peuvent pas différencier les services. Quoi de plus, le réseau Internet nouvellement ajouté n'est pas capable d'assurer la qualité des services. Donc, en cas de congestion soudaine du trafic ou de détérioration de la qualité de la liaison, l’expérience des services critiques ne peut être garantie.
L'exploitation et la maintenance difficiles du réseau facilitent la génération d'erreurs lorsque la configuration est effectuée manuellement
Sous le modèle traditionnel, l'activation du service nécessite que les ingénieurs réseau se rendent sur le site pour une configuration manuelle. L'exploitation et la maintenance du réseau ainsi que la localisation des pannes nécessitent également l'intervention de certains personnels sur site.. Donc, l'efficacité de la mise en service et de l'exploitation et de la maintenance du réseau est faible et son coût est élevé. Dans le courant de la numérisation et de la mondialisation, les branches des réseaux WAN d'entreprise sont plus largement distribuées, plus nombreux, et les services transportés sont plus complexes, et l'exploitation et la maintenance sont plus difficiles. Les méthodes traditionnelles de configuration manuelle, d'exploitation et de maintenance peuvent difficilement satisfaire les besoins d'un développement commercial rapide..
À quoi sert LPWAN?
La technologie LPWAN peut être appliquée à diverses industries, comme les industries intelligentes, Utilitaires intelligents, Villes intelligentes, Bâtiments intelligents, etc.
Industrie intelligente – y compris le suivi des actifs, automatisation des processus d'actifs, automatisation discrète, surveillance de l'environnement, éclairage industriel, sécurité commerciale, surveillance des infrastructures, gestion de l'eau et diverses autres applications, et plus.
Services publics intelligents – y compris la gestion intelligente de l’eau, électricité et gaz, la partie la plus importante est le comptage intelligent.
Ville intelligente – comprend des applications liées à la gestion des ressources et des services municipaux. Les valises couvrent l'éclairage public, contrôle des déchets, gestion du parking, détection environnementale, surveillance du trafic, gestion des urgences et contrôle des transports publics.
Bâtiment intelligent – Les bâtiments intelligents impliquent l’automatisation des bâtiments, y compris les applications liées au HT ou au AC (chauffage, ventilation, climatisation), contrôle de l'énergie, Sécurité, éclairage, et automatisation des locaux.
Actuellement, Les applications LPWAN sont pour la plupart des applications alimentées par batterie. En raison de sa faible fréquence de communication et de son faible volume de données, la batterie peut généralement fonctionner plusieurs années voire dix ans. Quoi de plus, il peut être alimenté par la collecte d'énergie, y compris l'énergie solaire. La technologie LPWAN offre une nouvelle option pour le déploiement d'applications à l'échelle de l'IoT, ce qui apportera sûrement de grands progrès aux applications IoT.
Les solutions pour les technologies LPWAN
Changement de produit – Du point de vue du produit, Les produits liés au LPWAN ne sont plus un produit unique mais plutôt un produit systématique. Il comprend des terminaux de détection, passerelles (ou des stations de base), serveurs réseau, et logiciel de service d'application.
Changement de service – Le changement de produit étend la portée et la forme du service.
Changements d'opérateurs – Des technologies LPWAN cellulaires et non cellulaires ont émergé. Technologies cellulaires, tels que NB-IoT et LTE-M, ne définit plus l’IoT à bande étroite en termes de frais de trafic pour les opérateurs, mais plutôt en termes de nombre de connexions. Par exemple, le forfait tarifaire NB-loT introduit par Telecom est basé sur le « nombre de connexions », en utilisant un modèle de package, qui précise un certain nombre de connexions au sein du package, et facture séparément le nombre de connexions au-delà du forfait. La technologie non cellulaire LoRa standard ouverte a donné à plusieurs entreprises plus de liberté de développement et des opérateurs basés sur les services de réseau LoRa ont émergé..
La valeur des données : la technologie LPWAN permet une connectivité des objets à grande échelle, et les données sont transmises aux serveurs cloud, qui apporte de nouvelles méthodes de gestion aux gouvernements et aux entreprises basées sur l'analyse et la gestion des données.
À quoi sert LPWAN?
Application du NB-IoT à l’élevage
L'industrie de l'élevage est principalement classée en élevage en captivité et en élevage., les frontières nord et ouest de la Chine étant les principaux lieux de pâturage.
Les avantages de l'élevage comprennent une viande de bétail de haute qualité et des coûts d'alimentation réduits., mais entraîne de nombreux inconvénients dans la gestion du bétail.
Le pâturage artificiel reste le plus primitif et d'emblée. Cependant, il y a plusieurs défauts:
- 1. Le pâturage artificiel nécessite qu'une personne broute, ce qui est un gaspillage de main d'oeuvre
- 2. Le pâturage artificiel comporte des risques pour la sécurité, et il y a un risque d'être blessé par des animaux sauvages
- 3. Le repeuplement artificiel n'est pas capable de gestion systémique
Ce problème peut être résolu en utilisant le GPS et le GPRS système de localisation du bétail. Cependant, la taille individuelle du troupeau de bovins et d'ovins est énorme, la capacité de la station de base de communication GPRS sera insuffisante, et la durée de vie de la batterie sera problématique. De plus, les fermes sont relativement éloignées, et la force de couverture du signal sera problématique.
Le Application du NB-IoT dans relevé de compteur à distance
Les compteurs d'eau et de gaz sont étroitement associés à notre quotidien et s'appliquent à chaque famille.
L'approche la plus primitive consiste à lire manuellement les statistiques du compteur à la maison. Avec la croissance rapide de la société, la lecture manuelle des compteurs a donné lieu à diverses lacunes.
- 1. Faible efficacité
- 2. Coût de la main d'œuvre élevé
- 3. Enregistrement de données sujet aux erreurs
- 4. Les propriétaires se méfient des étrangers et ne peuvent pas franchir la porte
- 5. Difficile à entretenir et à gérer, etc.
La lecture des compteurs à distance GPRS est apparue. Il peut résoudre de nombreux problèmes de lecture manuelle des compteurs, et est plus bien développé, efficace et sécuritaire que la technologie de relevé manuel des compteurs.
Le Application du NB-IoT dans la surveillance des plaques d'égout
La ville est en pleine construction et les travaux souterrains mis en place par les infrastructures publiques municipales se multiplient, ce qui rend inévitable l'augmentation des regards..
Le couvercle de regard joue un rôle important. Par exemple, si nous ne pouvons pas obtenir les informations sur l'état des plaques d'égout à temps, cela entraînera potentiellement de lourdes pertes en vies humaines et en biens.
Maintenant, la majorité des villes sont surveillées et inspectées par contrôle manuel. Cependant, en raison du grand nombre de plaques d'égout, et la faible efficacité de l'inspection manuelle, il est souvent impossible d'obtenir des informations sur l'état des plaques d'égout à temps et avec précision, ce qui entraîne toutes sortes de risques pour la sécurité.
Avec la popularité du Maison intelligente l'industrie ces dernières années, le taux d'utilisation de la serrure intelligente dans la vie quotidienne augmente également.
Maintenant, la serrure intelligente utilise une clé non mécanique comme technologie d'identification de l'utilisateur.
Les technologies grand public sont des cartes de proximité, identification des empreintes digitales, identification par mot de passe, reconnaissance faciale et ainsi de suite, ce qui améliore considérablement la sécurité de la surveillance des accès.
Mais la condition préalable à la sécurité ci-dessus est l'état de puissance. Si une serrure intelligente est en situation de panne de courant, alors la serrure intelligente est pratiquement inutilisable.
Afin de renforcer la sécurité, la serrure intelligente doit avoir une batterie intégrée pour collecter des données de base, puis transférer les données vers les serveurs. Si des données anormales sont collectées, il émet automatiquement un avertissement aux utilisateurs.
Comme il est difficile à démonter après l'installation d'une serrure intelligente, la durée de vie de la batterie d'une serrure intelligente doit être suffisamment longue.
Puisque l'emplacement de la porte est dans un bâtiment fermé, une couverture de signal plus forte est alors nécessaire pour assurer la transmission des données du réseau en temps réel.
Le nombre de terminaux domestiques intelligents est important et un nombre suffisant de connexions doit être assuré.
La chose la plus importante est qu'après l'ajout des caractéristiques ci-dessus, cela peut également garantir que le coût de l'appareil est maîtrisé dans une fourchette appropriée.
L'histoire du réseau étendu à faible consommation
Le système européen de messagerie radio fait référence à une norme européenne commune de radiomessagerie inventée par l'Institut européen des normes de télécommunications en 1990, qui a utilisé le 169 Bande RF MHz. La réunion des autorités européennes des postes et télécommunications et le comité des communications électroniques (CCE) a pris la décision de distribuer les fréquences à d'autres nouvelles scènes couvrant le lecteur de télérelève dans 2005. Le spectre radio de l'ISM 169 MHz en Europe est disponible pour utilisation et gratuitement en termes de licence, qui peut être utilisée comme bande de licence gratuite pour les équipements à courte distance.
- Dans 2005, l'accord WM-Bus a été introduit (également nommé EN13757-4 et 433 MHz et 868 MHz).
- Suez a inventé une infrastructure AMI pour un compteur d'eau intelligent sur la base du 169 MHz et a commencé son déploiement en Europe.
- Dans 2008, Suez a présenté le 1er module sans fil de comptage d'eau à distance fonctionnant chez 169 MHz.
- Dans 2012, GRDF a décidé de choisir le 169 bande de fréquences MHz pour son programme et a obtenu des résultats significatifs.
- Dans 2013, la 1ère version de l'AFNOR (Association Française de Normalisation) Des lignes directrices pour l’application du gaz ont été introduites.
- De 2014 à 2015, le modem multicanal haute performance 169 MHz basé sur SDR (Radio définie par logiciel).
- Infrastructure au niveau des télécommunications, compteurs d'eau et de gaz
- Dans 2017, l'Alliance Wize a introduit l'Accord Wize 1.0.
- L'AFNOR du Guide d'Application des Comptages d'Eau et de Gaz a été introduite.
- Le Wize Alliance Link a été établi – CEN TC294
- Dans 2018, La norme EN13757/2018 a été introduite.
- Dans 2019, l'Alliance Wize a introduit l'Accord Wize 1.1.
- Les compteurs de gaz et d'eau du Wize ont été largement déployés en Europe, avec une dizaine de millions à ce jour.
