LPWAN テクノロジーを定義する方法?
LPWAN もその 1 つです無線通信 より低いビット パーセンテージでの長距離通信を可能にするために開発された WAN。 LPWAN テクノロジーの大部分は、数キロメートル、さらには数十キロメートルのネットワーク カバレッジを実現できます。. ネットワークのカバー範囲が広く、端末の消費電力が低いため, 大規模なシステムの導入により適しています。 IoTアプリケーション.
従来のモノのインターネット技術との比較, LPWAN テクノロジー独自の強み. LPWAN テクノロジーは、Bluetooth などの他のワイヤレス接続テクノロジーとは対照的に、より長距離を実現します。, Wi-Fi, ジグビー そして 802.15.4. そのうえ, 携帯電話技術と比較して消費電力の低い接続を備えています(GPRSなど, 3Gと4G).
LPWAN の動作原理
Wizeテクノロジー, 欧州規格 EN-13757 ワイヤレス M バスに由来, を指します LPWANネットワーク技術. Wize Alliance による定義, Wize テクノロジーは、モノのインターネット標準の 1 つのタイプを指します。, 主にワイヤレス計測などのアプリケーションに焦点を当てています, インテリジェントシティと産業用IoT.
Wize は、 169 MHz周波数帯域, ヨーロッパではライセンスフリーの周波数帯域として機能します. 波長の長い低周波帯域を利用しているため、建物や障壁の透過力が強い, 経路損失が大幅に減少します, 最大20キロメートルの長い伝送距離につながります. Wize 契約は、最大で次の情報の転送と受信を許可する双方向契約です。 246 バイトを使用し、ネットワークに接続されたデバイスに対してファームウェアのアップデートをリモートで実行できるようにします。. Wizeのショートメッセージ送信のため, 関連デバイスの電源を入れる必要があるのは数分間だけです. そしてバッテリー寿命は最長で持続可能です 20 年. そのうえ, Wize はエンドツーエンド暗号化の機能を所有しています, 最高レベルのセキュリティを確保する.
LPWAN に含まれる無線テクノロジーとは何ですか? (4つのワイヤレステクノロジー)
Wize の主な技術的特徴:
- 周波数帯域の範囲は次のとおりです。 169.4 MHへ 169.475 MHz, 全体の帯域幅が 75 kHz.
- 電波スペクトルは次のように分類されます。 6 チャンネル (5つのアップリンク, 1つのダウンリンク), 12.5 チャンネルあたり kHz.
- 双方向コミュニケーション 256 バイトアップリンクと同様に 256 ダウンリンクのバイト数.
- 拡張可能なデバッグおよび復調機能, ラジオを定義するソフトウェア (GFSKおよび4GFSK).
- 通信時間, 10パーセントのサービスサイクル, 1時間あたり6分.
- 通信速度範囲は2400bps～6400bps.
- 通信距離は最大50kmまたは屋外, 屋内で最大10km以上, 屋内2.5kmからその他の範囲の深度をカバー.
- セキュリティ暗号化, AES128.
- 1日あたりの通信容量が低下する (5回から10回), 極めて低い消費電力, 小型リチウム電池は、遠隔検針装置に 15 ～ 20 年間電力を供給できます。.
- 合意メカニズムにより、ラジオ放送による機器ファームウェアのアップデートのスケジュールと実行が可能になります。.
LoRa テクノロジーは LPWAN に属しますか?
ロラ, これは依然として LPWAN ネットワーク通信テクノロジーの 1 つです, ULR無線伝送用のスペクトラム拡散技術に基づいてSemtechのRF部分によって生成される独自の変調フォーマットを指します。, Semtech によって利用および強化されています.
LoRa 無線周波数セクションのコアチップには、SX1276 と SX1278 が含まれます。. チップの統合は小規模かつ高効率であるため、LoRa 無線モジュールに高い受信感度をもたらします。.
ゲートウェイチップはSX1301を搭載, より統合されており、より多くの通路がある, LoRa ゲートウェイと SX1301 をキーとして組み合わせることで、多数の LoRa モジュールを備えた複雑なマルチノード IoT 自己組織化ネットワークを構築できます。.
NB-IoT テクノロジーは LPWAN に属しますか?
NB-IoT技術 LPWAとして機能する (低電力広域ネットワーク) 以下の利点を備えたソリューション:
大規模な接続: 同じ敷地内で, NB-IoT は既存の無線技術と比べて 50 ～ 100 倍のアクセスを提供できます, それは最大です 100,000 接続.
超低消費電力: NB-IoT デバイスは消費電力がほとんどなく、5 年以上のバッテリー寿命を保証できます。.
深いカバレッジ: NB-IoT は LTE よりも 20dB ゲインを向上させ、カバレッジ容量を向上させます。 100 回, 従来のワイヤレス信号では到達が困難な環境を広範囲にカバーできるようにする.
安全性と信頼性: 双方向認証と航空ポートの厳格な暗号化をサポートし、キャリアグレードの信頼性の高いアクセスを実現します。.
LTE-M テクノロジーは LPWAN に属しますか?
LTE-M, これは、長期進化マシンタイプ通信カテゴリ M1 を意味します。, または LTE MTC Cat M1 および LTE-M, 3GPP によってリリースで発表された LPWAN 技術標準です。 13 仕様の. LTE-M は、LTE 設置インフラストラクチャの再利用を可能にしながら、デバイスの複雑さを軽減し、カバー範囲を拡大することで IoT をサポートする LPWAN テクノロジーです。. バッテリ寿命は最大 10 年以上で、モデムの価格は大幅に引き下げられました。 20 に 25% 既存の EGPRS モデムの.
Sigfox テクノロジーは LPWAN に属しますか?
シグフォックス 超狭帯域です (UNB) テクノロジー. 周波数ホッピングの特徴, フレーム繰り返しと複数の基地局接続により、干渉に対する耐性が高くなります。 Sigfox は、あらゆる産業環境での通信を可能にする無線アクセス スキームを使用します。, 科学的, そして医療 (ISM) ラジオバンド. 例えば, ヨーロッパ地域では、 192 kHz スペクトル 868 導入にはMHzを使用し、 100 アップリンク通信の Hz チャネル帯域幅. 極めて低い消費電力を実現するために, デバイスとの通信は、メッセージの送信後にデバイスが受信機の電源をオンにしたときなど、短期間のみ可能です。.
WIFI テクノロジーは LPWAN に属しますか?
Wi-Fi, ワイヤレスフィデリティとも呼ばれます, ワイヤレス忠実度テクノロジーです. PCや携帯機器などの端末を実現する技術です (例えば, PDAおよび携帯電話) 無線方式で相互接続されること.
Wi-Fiとは、企業が管理する無線ネットワーク通信技術のブランドを指します。 Wi-Fi IEEE に基づいて、無線ネットワークに接続されたアイテム間の相互接続性を強化するためのアライアンス 802.11 標準.
無線LANの文脈では, 「ワイヤレス互換性認証」の略です。, これは極めて重要な商用認定であり、ワイヤレス ネットワーキングのテクノロジです。.
強み & LPWAN の欠点 テクノロジー
LPWAN テクノロジーの主な強み:
長距離, 最大数十キロメートルまでの広範囲をカバー.
消費電力の低減, バッテリー寿命は最大10年間持続可能です.
データ速度が低い, 帯域幅の消費が小さい, データ容量が少なく通信頻度も低い
伝送遅延は影響を受けません, リアルタイムのデータ送信の要件は高くありません
低コスト, 大規模な要件による導入コストの低さ
ゲートウェイまたは基地局, 広いカバーエリア, ネットワークインフラ構築に必要な数が少ない
ほとんどのテクノロジーはサブ GHz 帯域で動作するため、, ネットワーク信号の浸透が強い
LPWAN の課題
従来の広域ネットワークのアーキテクチャが閉じすぎているため、マルチクラウドの相互接続を実現することが困難です。.
その後数年間に, 曇りは開発トレンドです. 大多数の企業はビジネスをクラウドに展開する予定です. クラウドアプリケーションにアクセスするには, エンタープライズ WAN はパブリック クラウドと相互接続する必要がある, プライベートクラウドとSaaSクラウド, また、従来の閉じた WAN アーキテクチャでは、複数のクラウドの相互接続要件を満たすことがほとんどできません。. さらに, エンタープライズ ビジネスのクラウドへの移行により、必然的にエンタープライズ WAN で伝送されるクラウド関連のアプリケーション トラフィックがますます増加します。, 従来の WAN ネットワークでは、WAN トラフィックの急増にほとんど対応できません。.
ネットワークの柔軟性がますます高まることで、多様な相互接続の実現が困難になっている
グローバリゼーションにより、企業の支店はますます広範囲に分散されています, また、ブランチごとにネットワークの要件も異なります。. 例えば, 一部には多層ネットワークが必要です, フラットネットワークが必要な場合もあります, 複数のアップリンクを備えたブランチ サイト ネットワークが必要な場合もあります(より多い 5), 複数の HUB を備えたネットワークが必要な場合もあります (より多い 4). このような複雑なネットワークに直面する, 従来の WAN ネットワークでは、柔軟なネットワーキングを実現し、企業の多様な相互接続の需要を満たすことが困難です.
アプリケーションの数が劇的に増加したため、アプリケーションのエクスペリエンスを保証することが困難になっています
クラウドとデジタル化の時代に, クラウド コンピューティングと密接に統合された多数の新興企業ビジネスが繁栄しています。, エンタープライズ アプリケーションの数と種類は爆発的に増加しています。, 声などの, ビデオ, ファイル転送, Eメール, および SaaS アプリケーション, 等. アプリケーションが異なれば、リンク品質に関する要件も異なります。. 従来の企業専用回線ではサービスの差別化ができない. そのうえ, 新しく追加されたインターネット ネットワークではサービスの品質を保証できません. したがって, 急な渋滞やリンク品質の低下が発生した場合, 重要なサービスのエクスペリエンスは保証できません.
ネットワークの運用と保守が難しく、構成を手動で完了するとエラーが発生しやすくなる
従来モデルの下では, サービスを開始するには、ネットワーク エンジニアがサイトに行って手動で構成する必要があります. ネットワークの運用と保守、および障害の特定には、特定の人員が現場で作業する必要があります。. したがって, サービスの立ち上げとネットワークの運用と保守の効率が低く、コストが高い. デジタル化とグローバル化の波の中で, エンタープライズ WAN ネットワークのブランチはより広範囲に分散されています, より多くの, 提供されるサービスはより複雑です, 運用と保守がより困難になる. 従来の手動設定や運用保守方法では、迅速なビジネス展開のニーズを満たすことは困難です。.
LPWAN の用途?
LPWAN技術はさまざまな産業に応用可能, スマートインダストリーズなど, スマートユーティリティ, スマートシティ, スマートビルディング, 等.
スマート産業 – 資産追跡を含む, 資産プロセスの自動化, 離散的オートメーション, 環境モニタリング, 産業用照明, 商用セキュリティ, インフラ監視, 水管理やその他のさまざまな用途, もっと.
スマート ユーティリティ – 水のインテリジェントな管理を含む, 電気とガス, 最も重要な部分はスマートメーターです.
スマートシティ – 自治体のリソースとサービスの管理に関連するアプリケーションが含まれます. 街路照明をカバーするケース, 廃棄物管理, 駐車場管理, 環境検知, トラフィック監視, 緊急事態管理と公共交通機関の管理.
スマートビルディング – スマートビルディングにはビルディングオートメーションが含まれます, HV または AC に関連するアプリケーションを含む (暖房, 換気, 空調), エネルギー制御, 安全, 点灯, およびルームオートメーション.
現在, LPWAN アプリケーションはほとんどがバッテリ駆動のアプリケーションです. 通信頻度が低くデータ量も少ないため, バッテリーは通常、数年、さらには 10 年間動作します。. そのうえ, 太陽エネルギーを含むエネルギー収集によって電力を供給することができます. LPWAN テクノロジーは、IoT スケールのアプリケーション展開に新しいオプションを提供します, それは間違いなくIoTアプリケーションに大きな進歩をもたらすでしょう.
LPWAN テクノロジーのソリューション
製品の変更 – 製品の観点から, LPWAN関連製品は単体製品ではなく、体系的な製品へ. センシング端子を含む, ゲートウェイ (または基地局), ネットワークサーバー, およびアプリケーションサービスソフトウェア.
サービスの変更 – 製品の変更により、サービスの範囲と形式が拡張されます.
通信事業者の変化 – セルラーおよび非セルラーベースの LPWAN テクノロジーが登場. セルラー技術, NB-IoTやLTE-Mなど, オペレータのトラフィック料金という観点からナローバンド IoT を定義しなくなりました, むしろ接続数の観点から. 例えば, Telecomが導入したNB-loT料金パッケージは「接続数」に基づいています, パッケージモデルを使用する, パッケージ内の特定の接続数を指定します。, パッケージを超えた接続数に対しては別途料金がかかります. オープンスタンダードの LoRa 非セルラー技術により、いくつかの企業がより自由に開発できるようになり、LoRa ネットワーク サービスに基づいた通信事業者が登場しました。.
データの価値 – LPWAN テクノロジーにより、モノの大規模な接続が可能になります, そしてデータはクラウドサーバーに送信されます, データ分析と管理に基づいた新しい管理手法を政府や企業にもたらします.
LPWAN は何に使用されますか?
畜産業におけるNB-IoTの応用
畜産業は主に飼育下繁殖と畜産に分類されます。, 中国の北部と西部の辺境が主要な放牧地である.
畜産の利点としては、高品質の家畜肉が得られ、飼料コストが安くなることが挙げられる。, しかし、家畜の管理には多くの不都合が生じます.
人工放牧は依然として最も原始的かつ直接的なものである. しかし, いくつかの欠点があります:
- 1. 人工放牧では人が放牧する必要がある, それは人的資源の無駄だ
- 2. 人工放牧には安全上のリスクが含まれる, 野生動物によって怪我をする危険性があります
- 3. 人工ストッキングでは体系的な管理ができない
この問題は、GPS と GPRS を利用することで対処できます。 家畜位置特定システム. しかし, 牛や羊の群れの個々のサイズは巨大です, GPRS通信基地局の容量が不足してしまう, そしてバッテリーの寿命が問題になるだろう. さらに, 農場は比較的遠くにある, 信号のカバレッジ強度が問題になります.
の NB-IoTの応用 遠隔検針
水道・ガスメーターは私たちの生活に密着し、各家庭に設置されています。.
最も原始的なアプローチは、自宅でメーターの統計を手動で読み取ることです。. 社会の急速な成長に伴い, 手動による検針はさまざまな欠点を引き起こしています.
- 1. 効率が低い
- 2. 人件費が高い
- 3. エラーが発生しやすいデータ記録
- 4. 飼い主は知らない人を警戒して玄関に入れない
- 5. 維持管理が難しい, 等.
GPRSリモート検針が登場. 手動検針の多くの問題に対処できます, そしてよりよく発達している, 手動検針技術よりも効率的かつ安全.
の NB-IoTのマンホール蓋監視への応用
市は急速な建設工事を進めており、市の公共インフラによって設置される地下工事も増加しているため、マンホールの蓋の増加は避けられない.
マンホールの蓋は重要な役割を果たしています. 例えば, マンホール蓋の状況情報が間に合わない場合, 人々の生命と財産に多大な損失をもたらす可能性があります.
現在のところ, 大部分の都市は手動チェックによって監視および検査されています. しかし, マンホールの蓋が膨大な数にあるため、, 手動検査の効率の低さ, マンホールの蓋の状態情報を時間内かつ正確に取得することができないことがよくあります。, それはあらゆる種類の安全上の問題につながります.
の人気に伴い、 スマートホーム ここ数年の業界, 日常生活におけるスマートロックの利用率も上昇.
現在のところ, スマートロックはユーザー識別IDの技術として非機械式キーを利用しています.
主流のテクノロジーは近接カードです, 指紋認証, パスワードの識別, 顔認識など, アクセス監視のセキュリティを大幅に強化します.
しかし、上記の安全性の前提条件は電力の状態です。. スマートロックが停電した場合, その場合、スマートロックは事実上使用できなくなります.
セキュリティを強化するために, スマートロックには基本データを収集するためのバッテリーが内蔵されている必要があります, 異常なデータが収集された場合は、データをサーバーに転送します, ユーザーに自動的に警告を発します.
スマートロックは設置後の分解が難しいため, スマートロックのバッテリー寿命は十分に長いことが必要です.
ドアの位置が閉鎖された建物内にあるため、, リアルタイムのネットワーク データ送信を保証するには、より強力な信号カバレッジが必要です。.
インテリジェントホーム端末の数が多く、十分な接続量を確保する必要がある.
最も重要なことは、上記の特性を追加した後、, また、デバイスのコストを適切な範囲内で確実に制御することもできます。.
低電力広域ネットワークの歴史
European Radio Messaging System は、欧州電気通信標準化協会によって発明されたヨーロッパの共通無線ページング標準を指します。 1990, を利用した 169 MHz RF帯域. 欧州郵便・電気通信当局と電子通信委員会の会合 (ECC) リモートメーターリーダーをカバーする他の新しいシーンに周波数を分配することを決定しました。 2005. ISMの無線スペクトル 169 ヨーロッパでは MHz が使用可能であり、ライセンスに関しては無料です, 短距離機器の無料ライセンス帯域として利用可能.
- で 2005, WM-Bus協定が導入されました (別名EN13757-4、 433 MHzと 868 MHz).
- スエズは、以下に基づいてスマート水道メーター用の AMI インフラストラクチャを発明しました。 169 MHz 周波数を採用し、ヨーロッパでの展開を開始.
- で 2008, スエズは、遠隔水道メーター用の最初の無線モジュールを導入しました。 169 MHz.
- で 2012, GRDF は、 169 MHz の周波数帯をプログラムに採用し、大きな成果を上げました.
- で 2013, AFNOR の最初のバージョン (フランス標準化協会) ガスお申込みガイドを掲載しました.
- 2014年から 2015, SDRベースの高性能169MHzマルチチャネルモデム (ソフトウェア無線).
- 通信レベルのインフラストラクチャ, 水道メーターとガスメーター
- で 2017, Wize Alliance が Wize アグリーメントを導入 1.0.
- 水道・ガスメータリング申請ガイダンスのAFNORが導入されました.
- Wize Alliance Link が確立されました – CEN TC294
- で 2018, EN13757/2018が導入されました.
- で 2019, Wize Alliance が Wize アグリーメントを導入 1.1.
- Wize のガスおよび水道メーターは主にヨーロッパで導入されました, これまでに約1000万人.
