Cómo seleccionar la tecnología de red de área amplia de bajo consumo adecuada

Priyanka Purbe de Volansys

El mundo de "Internet de las cosas" y sus usos en todas las industrias se están expandiendo drásticamente. Está transformando la forma en que los humanos y los dispositivos interactúan entre sí, creando oportunidades de mercado y permitiendo el cambio en todas las industrias.

Las continuas mejoras en varias tecnologías hacen que sea muy difícil para el usuario seleccionar la mejor tecnología para sus necesidades específicas. En este blog, Priyanka Purbe de Volansys discute pocas tecnologías de redes de área amplia de baja potencia basadas en varios parámetros.

Algunos parámetros generales para optar, el mejor protocolo para comunicaciones de largo alcance son los siguientes:

• Tipo de aplicación industrial
• Fácil acceso a la disponibilidad de tecnología y hardware
• Banda de RF de operación
• Tasa de datos
• Problemas de seguridad
• Disponibilidad de soporte tecnológico
• Consumo de energía

LoRA

LoRa son las siglas de Long Range Radio y es un protocolo inalámbrico diseñado específicamente para comunicaciones de largo alcance y baja potencia. Se dirige principalmente a redes M2M e IoT y está desarrollado por Semtech . Esta tecnología permitirá que las redes públicas o de múltiples inquilinos conecten la cantidad de aplicaciones que se ejecutan en la misma red.

LoRa Alliance se formó para estandarizar LPWAN (Low Power Wide Area Networks) para IoT y es una asociación sin fines de lucro que cuenta con la membresía de varios accionistas clave del mercado como Cisco, Actility, MicroChip, IBM, STMicro, Semtech, Naranja Móvil y muchos más. Esta alianza es clave para brindar interoperabilidad entre múltiples redes nacionales.

Los dispositivos LoRa ofrecen características como largo alcance, bajo consumo de energía y transmisión segura de datos para aplicaciones de IoT. Estas tecnologías brindan mayor alcance que las redes celulares y pueden ser utilizadas por redes públicas, privadas o híbridas. Se puede conectar fácilmente a la infraestructura existente y permite aplicaciones de IoT de bajo costo que funcionan con baterías.

Las aplicaciones para la tecnología inalámbrica LoRa incluyen medición inteligente, seguimiento de inventario, monitoreo y datos de máquinas expendedoras, industria automotriz y aplicaciones de servicios públicos. Estas tecnologías se implementan e incorporan ampliamente en muchos sistemas, incluso en computadoras pequeñas de estilo fabricante como Arduino . tiene opciones de LoRa. En consecuencia, es muy fácil desarrollar aplicaciones LoRa tanto para la fabricación a gran escala como para aplicaciones más especializadas.

A continuación se muestran varios parámetros técnicos para LoRa:

SigFox

SigFox es un operador de red global francés, actualmente desplegado en 19 países, cubriendo 1,2 millones de km². Funciona a 868 o 915 MHz y transmite cantidades muy pequeñas de datos muy lentamente (300 b / s) mediante codificación por desplazamiento de fase binaria (BPSK). Puede lograr una cobertura de largo alcance y tiene características generales que lo hacen adecuado para cualquier aplicación de IoT que requiera solo pequeñas cantidades de datos.

SigFox instala antenas en torres (como una compañía de telefonía celular) y recibe transmisiones de datos de dispositivos (como sensores de estacionamiento o medidores de agua). Estas transmisiones utilizan frecuencias sin licencia, banda ISM de 915 MHz en los EE. UU. la misma frecuencia que un teléfono inalámbrico.

Esta tecnología es adecuada para cualquier aplicación que necesite enviar ráfagas de datos pequeñas y poco frecuentes. Cosas como sistemas de alarma básicos, monitoreo de ubicación y medición simple son ejemplos de sistemas unidireccionales. La señal se envía varias veces para "asegurar", el mensaje se transmite con algunas limitaciones, como una vida útil más corta de la batería para aplicaciones que funcionan con batería y la falta de capacidad para garantizar que la torre reciba el mensaje.

A continuación se muestran varios parámetros técnicos para SigFox:

LTE-M

LTE-M es un estándar de tecnología de radio de red de área amplia de baja potencia (LPWAN) desarrollado por la versión 3GPP, estándar 13 que define IoT de banda estrecha (NB-IoT o LTE Cat NB1). LTE-M aprovecha los módulos de menor costo, permite una mayor duración de la batería, proporciona una mejor penetración de la señal y tiene la capacidad de utilizar la infraestructura existente.

Con velocidades de enlace ascendente y descendente de 375 kb / s en modo semidúplex, Cat M1 admite aplicaciones de IoT con necesidades de velocidad de datos de baja a media. A la misma velocidad, LTE Cat M1 puede entregar actualizaciones de firmware remotas por aire (FOTA) dentro de un período de tiempo factible. Esto crea la mejor solución de conectividad de IoT posible para la seguridad, el escalado y el costo.

Tiene un ancho de banda estrecho de 1,4 MHz en comparación con los 20 MHz de LTE normal, lo que proporciona un rango más largo. Con las mismas funciones de transferencia de celda que en LTE normal, la movilidad es totalmente compatible. Es posible roaming con LTE-M, ya que es adecuado para aplicaciones que se pueden operar en múltiples regiones.

La latencia está en el rango de milisegundos y ofrece comunicación en tiempo real para aplicaciones de tiempo crítico. La vida útil de la batería es de hasta 10 años, con una sola carga y un mantenimiento de bajo costo, incluso cuando los dispositivos finales no están conectados directamente a la red eléctrica.

Los edificios inteligentes, las ciudades inteligentes, la automoción y el transporte, la salud conectada y la medición inteligente son la aplicación clave de LTE -M.

A continuación se muestran varios parámetros técnicos para LTE-M:

Este discurso sobre varios protocolos de IoT será útil para seleccionar los mejores protocolos para la comunicación de largo alcance, pero debido a su dependencia de múltiples aspectos, decidir sobre la selección de la tecnología inalámbrica de comunicación de largo alcance para su aplicación aún puede ser un desafío.

La autora es Priyanka Purbe, ingeniera senior, Volansys

Sobre el autor

Priyanka Purbe tiene más de 5 años de experiencia en el desarrollo de firmware. Actualmente, trabaja con Volansys como ingeniera senior. Su experiencia está en el desarrollo de firmware y soluciones.