Per fornire Internet delle cose (IoT) servizi di connessione, Sigfox si è schierato reti geografiche a basso consumo (Mi dispiace) in tutto il mondo. Gli utenti possono connettersi alla rete Sigfox dopo aver avviato il servizio di connessione. Gli utenti includono chip o moduli RF che supportano il protocollo Sigfox.
Cos'è la tecnologia Sigfox?
Un economico, affidabile, l'opzione a basso consumo per collegare insieme sensori e gadget è Sigfox. Vogliamo collegare milioni di oggetti fisici e rendere l'Internet delle cose una realtà tramite reti geografiche specializzate a bassa potenza.
Il dispositivo utente trasmette un pacchetto di dati del protocollo Sigfox specifico dell'applicazione, che la vicina stazione base Sigfox riceve e restituisce al server cloud Sigfox. Il client-server appropriato riceve il pacchetto di dati dal cloud Sigfox, che distribuisce. Il server client analizza ed elabora quindi i dati dell'applicazione per stabilire la connessione wireless tra il dispositivo client e il server.
Che cos'è una rete geografica a basso consumo?
Negli ultimi anni, IL Internet delle cose (IoT) ha sviluppato una sorta di tecnologia a livello di rete chiamata rete vasta area a bassa potenza focalizzata sul soddisfare le esigenze di comunicazione a lunga distanza e a bassa potenza. Una classe tecnologica di rete aerea completa a basso consumo include Lora, Senza peso, 802.11AH, e NB-IoT.
Il nodo ha un consumo energetico minimo, e in un tipico scenario dell'Internet delle cose, due batterie AA possono durare per molti anni. Anche le reti geografiche a bassa potenza hanno grandi distanze di trasmissione, spesso più di 5 km. La struttura della rete è semplice, e gestirlo e mantenerlo è poco costoso. Lo sviluppo di reti geografiche a basso consumo soddisfa un'esigenza dell'attuale tecnologia di comunicazione e apre la strada alla vasta crescita dell'Internet delle cose.
Come funziona Sigfox?
Principi della tecnologia Sigfox
Banda ultrastretta (UNB) tecnologia
Sigfox utilizza una modulazione a banda ultrastretta con un'ampiezza di trasmissione di 100 Hz per ciascun messaggio e una velocità dati di 100 O 600 bit al secondo, a seconda della configurazione della rete in varie posizioni, per inviare segnali attraverso una banda condivisa di 192 larghezza di banda dello spettro kHz.
La stazione base Sigfox può comunicare su grandi distanze con rumore o interferenze minimi, grazie alla tecnologia UNB. La banda di frequenza del sistema dipende da dove verrà distribuita la rete.
Le norme e i regolamenti locali controllano la particolare distribuzione. Ad esempio, la gamma di frequenza utilizzata in Europa è 868-868.2 MHz; nel resto del globo, è tra 902 E 928 MHz.
Accesso casuale
Una tecnica fondamentale per ottenere un servizio di alta qualità è l’accesso casuale. Esiste una comunicazione asincrona tra la rete e il dispositivo. Il gadget trasmette messaggi con una frequenza selezionata casualmente, seguita dalla trasmissione di due copie a varie frequenze. “Varietà del tempo e della frequenza” è il termine usato per descrivere questo uso della frequenza e del tempo.
Un messaggio di 12 byte con una velocità di trasmissione di 100 bps viaggia nell'etere per 2,08 s. L'intero spettro a 192kHz viene monitorato dalla stazione base Sigfox alla ricerca di segnali UNB per la demodulazione.
Collaborazione per ricevere
In contrasto con il convenzionale reti cellulari, la ricezione cooperativa si basa sul presupposto che nessun terminale sia collegato ad una determinata stazione base. Qualsiasi stazione base adiacente può ricevere i messaggi forniti dal dispositivo, e la distribuzione effettiva spesso ha tre stazioni base riceventi. La chiamiamo varietà spaziale.
Un breve messaggio
Sigfox ha sviluppato un protocollo di comunicazione con messaggi brevi per affrontare i problemi della copertura a lunga distanza a basso costo e dei bassi limiti di potenza dei dispositivi terminali. Da 0 A 12 i byte potrebbero costituire la dimensione del messaggio. Per inviare i dati del sensore, compreso lo stato, allarmi, GPS coordinate, e persino eventi come i dati dell'applicazione, un carico utile di 12 byte è adeguato.
Trasmissione bidirezionale
Il dispositivo terminale avvia il messaggio downlink. Il server cloud Sigfox negozia con il server client per trasmettere il messaggio di downlink dopo aver ricevuto il messaggio dal dispositivo con l'identificazione del trigger di downlink. Ci sarà una finestra di ricezione con una lunghezza massima di 25 secondi dopo che il dispositivo ha consegnato il primo frame del messaggio di downlink di attivazione per 20 secondi. La frequenza del messaggio di uplink nel primo frame più un offset noto è uguale alla frequenza di downlink.
A cosa serve Sigfox?
SigFox è un'azienda francese con sede principale a Labege, Francia, ed è stata fondata nel 2009. Si sviluppa Sigfox, produce, e vende patatine, moduli, Prodotti IoT, e soluzioni applicative attraverso i partner della catena ecologica. Sigfox sviluppa e produce internamente le stazioni base, e Sigfox o i suoi operatori li installano fornendo la rete e il software come servizio. Il gadget utilizza la rete Sigfox quando un fornitore acquista un servizio Internet of Things a banda stretta. I chip Sigfox sono prodotti da grandi aziende, compresi Texas Instruments, Atmel, e ST Microelectronics. Dai dispositivi finali ai server cloud e ai dati back-end, Sigfox ha brevetti che coprono tutto.
Dopo un lancio di grande successo in Europa, SigFox ora offre una copertura di rete completa e continua in 70 paesi e territori, abbracciando 1.3 miliardi di persone e 5.8 milioni di chilometri quadrati. La rete SigFox ha 17 milioni di dispositivi e processi collegati 56 milioni di messaggi al giorno. La rete SigFox può essere utilizzata in vari settori, come la vendita al dettaglio, contatori intelligenti legati all’energia, app sanitarie mobili, gestione del veicolo, e monitoraggio e controllo remoto.
Soluzioni Sigfox
L’utilizzo della tecnologia Sigfox in vari scenari applicativi dell’IoT può aiutare il settore a diventare più intelligente ed efficiente, aumentare il risparmio sui costi e l’efficienza, e aumentare la produttività complessiva del lavoro sociale.
Di seguito sono riportati alcuni scenari applicativi comuni:
- Gestione delle risorse: posizionamento delle risorse e reporting sullo stato dell'inventario
- Posizionamento e tracciamento logistico — Reporting in tempo reale della posizione logistica e degli aggiornamenti
- Lettura intelligente dei contatori, inclusa la reportistica sui numeri e sullo stato dei contatori
- Parcheggio intelligente, identificazione dell'implementazione essenziale, illuminazione intelligente, trasporto intelligente, eccetera.
- Irrigazione intelligente, analisi del terreno, monitoraggio del bestiame, gestione, eccetera.
- Pubblico/Ambiente: inquinamento dell'aria, rilevamento del pericolo, rilevamento del fumo, stato dell'apparecchiatura, assistenza agli anziani, eccetera.
- Casa intelligente: rilevamento e reporting dello stato, sistemi di sicurezza domestica intelligente, ed elettrodomestici intelligenti
Viene offerta un'intera soluzione di rete Sigfox, comprese le stazioni base e il cloud. Sigfox cerca e si affida a partner locali per installare e gestire la rete a livello internazionale. Sigfox offre hardware di rete e servizi di supporto tecnico. Il terminale è un ambiente a flusso libero. È possibile accedere alla rete Sigfox utilizzando qualsiasi modulo o chip RF che supporti il protocollo Sigfox. Di conseguenza, i produttori di dispositivi terminali avranno più opzioni e prezzi migliori. I clienti Sigfox possono ottenere un servizio end-to-end (end-to-cloud) soluzione completa supportata da un solido ecosistema globale che consente alle loro merci di connettersi rapidamente alla rete Sigfox e portarle sul mercato.
Quali sono i vantaggi di Sigfox?
- Viene utilizzata pochissima energia, che aumenta la durata della batteria. Un tipico gadget alimentato a batteria può durare fino a dieci anni.
- Semplice da usare: Non c'è alcuna segnalazione, flusso di configurazione, oppure richiesta di collegamento tra la stazione base e l'apparecchio. Il sistema è operativo in pochi minuti!
- Prezzo basso: Sigfox ottimizza ogni fase del processo per essere il più economico possibile, a partire dal modulo RF utilizzato nel dispositivo e termina con la rete Sigfox.
- Piccolo messaggio: Il dispositivo utente può trasmettere solo pacchetti fino a 12 byte di dimensione.
- Complementarità: I clienti possono utilizzare Sigfox come rete di backup per qualsiasi altro tipo di rete, come il Wi-Fi, Bluetooth, GPRS, eccetera., grazie al suo costo contenuto e alla semplicità di utilizzo.
Parametri tecnici di Sigfox
Banda ultrastretta (UNB) la modulazione è un metodo utilizzato da SigFox per inviare brevi messaggi a una bassa velocità di trasmissione dati. SigFox è più adatto per applicazioni a raffica che richiedono un trasporto di piccole dimensioni, quantità irregolari di dati a causa della larghezza della banda stretta e dei messaggi brevi. Il segnale di caricamento Sigfox ha una larghezza di banda di 100 Hz, Modulazione DBPSK, 100velocità dati in bps, e una sensibilità di ricezione minima di -142 dBm. Offre un massimo di 140 messaggi per dispositivo al giorno, 12 byte (96 bit) lungo, e trasmesso in 2.08 secondi. Per aumentare la probabilità che le comunicazioni vengano ricevute, SigFox trasmette i messaggi di uplink tre volte.
Qual è la tendenza del mercato per Sigfox?
Attraverso collaborazioni e reti sviluppate in modo indipendente, Sigfox ha creato reti Sigfox in diverse nazioni europee. La tecnologia applicativa LPWAN leader nel mercato europeo è ora la rete Sigfox. Sigfox ha fatto rapidi progressi da quando è entrato nel mercato statunitense 2014. La promozione dell’adozione della tecnologia Sigfox nell’area Asia-Pacifico è attualmente l’obiettivo primario di Sigfox. I calcoli mostrano che il mercato mondiale per le operazioni di rete Sigfox è aumentato da EUR 2.25 milioni di euro 2015 all'EUR 22.95 milioni di euro 2019, con un CAGR di 78.7%. L'area Asia-Pacifico e il Medio Oriente vedranno più applicazioni della tecnologia Sigfox, con conseguente aumento della domanda per le operazioni di rete Sigfox a livello globale.
Sigfox inizialmente ha stabilito e mantenuto la propria rete principalmente attraverso l'auto-supporto. Tuttavia, questa strategia ha richiesto molto tempo e risorse materiali, costi onerosi, e processi lunghi, impedire all’azienda di sviluppare nuove tecnologie. Tramite autorizzazione, Sigfox collabora con gli operatori della comunicazione per trovare una soluzione a questo problema. La costruzione e la manutenzione della rete sono di competenza degli operatori di comunicazione abilitati, e Sigfox ha diritto a ricevere una parte dei suoi ricavi dalle operazioni di rete.
Il numero di stazioni base Sigfox aumenta rapidamente durante la modalità di creazione dei partner, e anche l'azienda Sigfox inizia a guardare a nuovi mercati, il che fa sì che il numero di connessioni di rete Sigfox continui a crescere. Di 2019, c'erano 15.3 milioni di connessioni Sigfox in tutto il mondo, con un CAGR di 147.4 per cento da 2017 A 2019. Di 2024, potrebbero essercene di più 100 milioni di connessioni alla rete Sigfox, grazie al suo sviluppo in Medio Oriente e nell’Asia Pacifico.
Qual è la differenza tra LoRa e Sigfox?
I principi tecnici di SigFox e LoRa
SigFox
Sigfox è una banda stretta (o banda ultrastretta) tecnologia che utilizza la codifica binaria a sfasamento, una tecnica di trasmissione radio standard che richiede uno spettro minimo e sposta la fase delle onde radio portanti per codificare i dati. Ciò limita i segnali che il ricevitore può ricevere a una parte ristretta della portata, diminuendo le interferenze sonore. Per gestire la rete, sono necessarie stazioni base piuttosto complesse e terminali wireless poco costosi.
Sebbene Sigfox fornisca una comunicazione bidirezionale, la sua capacità dalla stazione base al terminale è limitata, e il suo costo è elevato. Tuttavia, La comunicazione dall'aeroporto alla stazione base è abbastanza buona. Questo perché i ricevitori endpoint sono meno sensibili delle costose stazioni base.
Sigfox ha operazioni in più di 36 nazioni a partire dalla fine del 2017 (17 di cui avevano copertura nazionale), e intendeva estendere quel numero a 60 In 2018.
LoRa
LoRa è una tecnologia a spettro esteso che in genere opera su 125 kHz o superiore con una banda più ampia di Sigfox. Il guadagno di codifica viene utilizzato a questa frequenza per aumentare la sensibilità del ricevitore.
SigFox, che presenta un'interferenza potenziale più significativa, utilizza meno spettro di LoRa, che consuma di più. Attraverso il guadagno di codifica, il segnale LORA potrebbe, tuttavia, ridurre al minimo notevolmente il rumore causato dalla larghezza di banda estesa.
SigFox e LoRa hanno più o meno lo stesso prezzo. Tuttavia, I terminali e le stazioni base di LoRa sono meno costosi poiché utilizzano lo stesso chip delle costose apparecchiature di SigFox. Le stazioni SigFox sono molto più costose delle stazioni LoRa, anche se spesso sono più costosi dei terminali.
Scenari applicativi di SigFox e LoRa
Le possibilità di applicazione di Sigfox e LoRa variano a causa delle loro diverse proprietà tecnologiche.
La distinzione più comune è che Sigfox richiede l’hardware della stazione base del fornitore di servizi mobili. Sigfox non può essere utilizzato in luoghi distanti o sotterranei dove la copertura cellulare è insufficiente, come durante attività sotterranee come l'estrazione mineraria e lo scavo di tunnel, attività industriali e minerarie nelle regioni collinari, e aree disabitate del nord-ovest. Non ci sono limitazioni geografiche poiché LoRa non deve passare attraverso la stazione base di un operatore, e puoi creare e gestire la tua rete a un costo ragionevole. Garage sottostanti, ad esempio
LoRa potrebbe essere un'opzione preferibile se la connettività simmetrica richiede un autentico flusso di dati bidirezionale. LoRa è l'opzione ideale se desideri comandare e controllare le funzionalità, come il monitoraggio della rete.
Con Sigfox sono possibili comando e controllo bidirezionali; Tuttavia, affinché funzioni correttamente, la densità della rete deve essere più significativa a causa delle connessioni asimmetriche. Di conseguenza, Sigfox è un'opzione eccellente per applicazioni che richiedono pochi dati e basse velocità di trasmissione.
Sigfox e LoRa si rivolgono entrambi a mercati comparabili, ad eccezione di queste lievi variazioni. Entrambe le tecnologie stanno tentando di soddisfare le normative sulle comunicazioni FCC, e si stanno facendo progressi. È importante ricordare che entrambe le tecnologie hanno avuto difficoltà ad accedere al mercato regolamentare statunitense poiché inizialmente erano destinate alla banda intermedia europea 865 E 868 Mhz.
Storia di Sigfox
La tecnologia è stata creata dall'azienda francese Sigfox. Lo sviluppo della tecnologia di rete wireless per i dispositivi Internet of Things utilizza la tecnologia di modulazione a banda ultra stretta. È un componente critico del sistema tecnologico LPWAN e ha le qualità di un basso consumo energetico, costo economico, e basso tasso di trasmissione a lunga distanza. La banda di frequenza per Sigfox in altri paesi o regioni è compresa tra 902 E 928 MHz, mentre la banda di frequenza per Sigfox in Europa è 868 MHz e la banda di frequenza per Sigfox negli Stati Uniti è 915 MHz. Con una larghezza di trasmissione di 100 Hz e un'elevata densità di potenza per banda di frequenza unitaria, Sigfox utilizza la tecnologia di modulazione a banda ultra stretta per inviare segnali in una banda di frequenza condivisa 192 kHz di larghezza di banda spettrale. Sigfox è responsabile della distribuzione mondiale di Sigfox. A partire da dicembre 2019, 1.1 miliardi di persone hanno utilizzato la rete Sigfox, che quella data copriva 5 milioni di chilometri quadrati di diametro 70 nazioni.
La catena di fornitura Sigfox è costituita da produttori di chip e moduli a monte, sviluppatori di piattaforme midstream e operatori di rete, e produttori di applicazioni e terminali a valle.
