GoodWAN

09/06/2022

Энергоэффективность LPWAN
#энергоэффективность #датчики
Часто в интернете можно увидеть следующую картинку, с утверждением, что:
«Любые существующие беспроводные технологии передачи данных обладают такими характеристиками как дальность, скорость и энергоэффективность. Причем одновременно можно соответствовать лишь 2-м из 3-х. Технология LPWAN обеспечивает энергоэффективную передачу данных на большие расстояния.»

График "Энергоэффективность, дальность и скорость"

Сразу возникает вопрос: “Неужели GSM и LTE – энергетически не эффективны? “

Тут явно смешаны понятия затратность и эффективность. Увеличение дальности всегда требует увеличения затрат энергии, что влечет за собой уменьшение скорости передачи при фиксированной мощности передатчика. Увеличение битной скорости в 2 раза -

- в 2 раза уменьшает площадь покрытия шлюза в открытом пространстве.

В LPWAN необходимо передать информацию на большое расстояние, но, при этом, максимально эффективно расходуя энергию (работаем от батарейки) – т.е. энергоэффективно.

Под энергоэффективностью LPWAN понимается эффективность расходования батарейки конечным устройством на передачу единичного сообщения на расстояние до шлюза.

Энергоэффективность LPWAN обеспечивается двумя ключевыми техническими параметрами системы:

1. Качеством приемника шлюза;
2. Количеством служебных бит на одно информационное сообщение.

Из ограничения Шеннона следует, что максимальная дальность связи, при прочих равных условиях, пропорциональна энергии бита информации и не зависит от типа модуляции. Это значит, что, улучшая характеристики радиоканала, мы можем только приблизиться к физическому пределу, но не более. Большая дальность передатчика LoRa реализуется за счет именно медленной передачи информации, а тип ее модуляции только позволяет это технически просто реализовать.

Второй параметр энергоэффективности зависит от используемого радио протокола, который должен обеспечить минимально необходимую долю служебной информации в каждом сообщении.

Энергоэффективность LPWAN = качественный приемник + минимальная длина посылки.

Для создания энергоэффективной LPWAN системы необходимы:

Качественный приемник, обеспечивающий максимальную чувствительность, помехозащищенность и динамический диапазон в реальных условиях эксплуатации;
Качественный протокол связи, обеспечивающий минимальную долю служебной информации на каждое полезное сообщение.
Если не обеспечить необходимое качество приемника шлюза, то для обеспечения такой же дальности связи, придется увеличивать энергию сообщения в эфире (увеличить мощность или время передачи), что уменьшит энергоэффективность.

При разработке LPWAN протоколов идет битва за каждый лишний бит в поле информационного сообщения. Чем меньше служебной информации, чем короче сообщение, тем более энергоэффективным будет радио протокол, и при этом нельзя забывать про надежность и безопасность.

Энергоэффективность безлицензионного LPWAN обеспечивается за счет использования максимально возможных коротких сообщений, что дает следующие преимущества:

· Увеличение дальности за счет уменьшения скорости передачи;

· Увеличение срока службы батарейки за счет сокращения времени в эфире;

· Увеличение пропускной способности за счет сокращения длины сообщения;

· Повышенная помехозащищенность коротких сообщений.

Протокол GoodWAN проектировался именно с учетом обеспечения максимально возможной энергоэффективности при дальности работы заведомо не хуже, чем у SigFox или LoRaWAN и позволяет отправить как минимум вдвое больше информационных сообщений от одной батарейки.

27/04/2022

Подкаст от GoodWAN и РоссельхозБанка про использование датчиков интернета вещей в сельском хозяйстве
Тайм-коды в комментариях
#интернетвещей, #датчики, #сельскоехозяйство, #подкаст, , #россельхозбанк

Смотри Цифровая грядка. Применение IoT в сельском хозяйстве просмотров видео 23. Цифровая грядка. Применение IoT в сельском хозяйстве видео онлайн бесплатно на Rutube.

21/04/2022

#энергоэффективность #датчики
Часто в интернете можно увидеть следующую картинку, с утверждением, что: «Любые существующие беспроводные технологии передачи данных обладают такими характеристиками как дальность, скорость и энергоэффективность. Причем одновременно можно соответствовать лишь 2-м из 3-х. Технология LPWAN обеспечивает энергоэффективную передачу данных на большие расстояния.»
Сразу возникает вопрос: “Неужели GSM и LTE – энергетически не эффективны? “
Тут явно смешаны понятия затратность и эффективность. Увеличение дальности всегда требует увеличения затрат энергии, что влечет за собой уменьшение скорости передачи при фиксированной мощности передатчика. Увеличение битной скорости в 2 раза -
- в 2 раза уменьшает площадь покрытия шлюза в открытом пространстве.

В LPWAN необходимо передать информацию на большое расстояние, но, при этом, максимально эффективно расходуя энергию (работаем от батарейки) – т.е. энергоэффективно.
Под энергоэффективностью LPWAN понимается эффективность расходования батарейки конечным устройством на передачу единичного сообщения на расстояние до шлюза.
Энергоэффективность LPWAN обеспечивается двумя ключевыми техническими параметрами системы:
1. Качеством приемника шлюза;
2. Количеством служебных бит на одно информационное сообщение.

Из ограничения Шеннона следует, что максимальная дальность связи, при прочих равных условиях, пропорциональна энергии бита информации и не зависит от типа модуляции. Это значит, что, улучшая характеристики радиоканала, мы можем только приблизиться к физическому пределу, но не более. Большая дальность передатчика LoRa реализуется за счет именно медленной передачи информации, а тип ее модуляции только позволяет это технически просто реализовать.

Второй параметр энергоэффективности зависит от используемого радио протокола, который должен обеспечить минимально необходимую долю служебной информации в каждом сообщении.

Энергоэффективность LPWAN = качественный приемник + минимальная длина посылки.

Для создания энергоэффективной LPWAN системы необходимы:
Качественный приемник, обеспечивающий максимальную чувствительность, помехозащищенность и динамический диапазон в реальных условиях эксплуатации;
Качественный протокол связи, обеспечивающий минимальную долю служебной информации на каждое полезное сообщение.

Если не обеспечить необходимое качество приемника шлюза, то для обеспечения такой же дальности связи, придется увеличивать энергию сообщения в эфире (увеличить мощность или время передачи), что уменьшит энергоэффективность.

При разработке LPWAN протоколов идет битва за каждый лишний бит в поле информационного сообщения. Чем меньше служебной информации, чем короче сообщение, тем более энергоэффективным будет радио протокол, и при этом нельзя забывать про надежность и безопасность.

Энергоэффективность безлицензионного LPWAN обеспечивается за счет использования максимально возможных коротких сообщений, что дает следующие преимущества:

· Увеличение дальности за счет уменьшения скорости передачи
· Увеличение срока службы батарейки за счет сокращения времени в эфире
· Увеличение пропускной способности за счет сокращения длины сообщения
· Повышенная помехозащищенность коротких сообщений

Протокол GoodWAN проектировался именно с учетом обеспечения максимально возможной энергоэффективности при дальности работы заведомо не хуже, чем у SigFox или LoRaWAN и позволяет отправить как минимум вдвое больше информационных сообщений от одной батарейки.

05/04/2022

#синхронизация #сети
Изначально, различием лицензионных и безлицензионных LPWAN решений было в том, что NB-IoT - синхронная система, а безлицензионные LPWAN позиционировались как асинхронные.

В этот момент любопытный специалист задастся вопросом “Почему бы не сделать безлицензионную LPWAN систему синхронной?”. Элементы синхронизации есть в протоколе LoRaWAN – это работа устройств в классе «B». Существуют синхронные UNB системы в области охранной техники – это система «Базальт» производства Альтоники. Есть активные попытки разработки новых LPWAN технологий на основе синхронного канала, например, протокол SNBWAN.

У синхронных систем есть очевидное преимущество – шлюз регулирует параметры доступа каждого КУ ( конечного устройства) к сети, что разрешает значительно увеличить пропускную способность и уменьшить время ожидания передачи сообщения по обратному каналу.
Однако, у синхронных систем есть обратная темная сторона медали, которой и является сама необходимость синхронизации всех КУ. В синхронных LPWAN ведущая роль управления всей тактикой работы отдана обратному каналу системы, который строго задает режим работы каждого конечного устройства.

Побочными эффектами синхронизации в безлицензионной LPWAN будут:
1.Слабая устойчивость канала к внешним воздействиям. Канал синхронизации постоянно работает, его легко прослушать, любое нарушение работы ведет к катастрофическим последствиям во всей системе. Злоумышленнику достаточно испортить небольшой кусочек в канале синхронизации (это можно сделать, не нарушая никаких законов) и сеть упадет.
2.Проблема с синхронизацией шлюзов между собой. В классе «B» LoRaWAN работа шлюзов очень точно синхронизирована между собой по времени, они передают маяки времени только одновременно на одной частоте и их сигналы накладываются друг на друга – значит всегда будет мертвая зона, где они подавят друг друга и КУ не будет слышать ни одного. Разнесение сигналов шлюзов по частоте и времени сильно усложняет организацию работы системы, особенно, в динамике - мы приходим к структуре сотовой связи со всеми вытекающими издержками.
3.Синхронизация перемещающихся КУ. В синхронных системах надо постоянно следить и управлять каждым КУ, сложности возникают с появлением каждого нового устройства в зоне работы шлюза, это становится критично для движущихся объектов от шлюза к шлюзу – у КУ возникает необходимость постоянно регистрироваться в зоне нового шлюза, а это как минимум, дополнительные затраты энергии и загрузка радиоэфира.
4.Перекрытие зоны приема шлюзов. Зоны работы соседних шлюзов как правило перекрываются между собой и сообщение от одного КУ могут принимать несколько шлюзов одновременно – не понятно, как эффективно организовать синхронизацию, чтобы соседние устройства не мешали другому шлюзу.
5.Безопасность. Канал синхронизации практически невозможно зашифровать. Это уязвимый элемент для атак на безопасность сети.
6. Засорение эфира. Постоянная работа передатчика шлюза, расположенного в высокой точке, распространяет сигнал на большую площадь покрытия, и создает на порядки больше помех в окружающем эфире, чем помехи от конечных устройств, расположенных на уровне земли или в помещениях.

Издержки использования синхронизации в LPWAN слишком велики и синхронные системы используют там, где это оправдано. Например, класс “B” в LoraWAN сейчас практически никем не используется.

Для увеличения же пропускной способности прямого канала асинхронной LPWAN достаточно поставить еще один дополнительный разнесенный шлюз, это увеличит и пропускную способность системы, и надежность ее работы за счет параллельного приема.

16/02/2022

#Важнейшийпараметр

Важнейшими параметрами LPWAN системы, определяющими дальность ее работы, являются чувствительность и, одновременно, динамический диапазон приемника шлюза, которые характеризуют способность приемника принимать слабые сигналы при наличии реальных шумов в эфире.

В рекламных проспектах производителей LPWAN систем часто обозначают как главное преимущество и основной аргумент большой дальности работы - беспредельно высокую чувствительность. Все ведущие производители LPWAN заявляют в первую очередь о высокой чувствительности приемника: LoRaWAN-137 dBm, а Waviot декларирует максимально достигаемую чувствительность приемника -148 dBm! Чаще всего это правда, но это значения, полученные на лабораторном столе, а испытания в реальных условиях вносят существенные корректировки.

В реальном радио-спектре часто наблюдаются большие внешние помехи. Помехи заметнее в пределах больших городов, особенно в безлицензионном диапазоне частот. На этих частотах работают брелоки автомобильных сигнализаций, кнопки открытия шлагбаумов, радионяни, модемы и множество других устройств и систем. На приемники LPWAN шлюзов также сильно влияют и другие расположенные рядом мощные внеполосные источники радиоизлучения – базовые станции сотовых операторов, радиорелейные станции и радиомодемы.

То, что идеально работает на столе, часто ведет себя совсем не так в реальных условиях. Тут на первое место начинает выходить другой важнейший параметр – динамический диапазон приемника шлюза.

Проще всего это проиллюстрировать следующим простым примером. Если в одном канале работают два передатчика одновременно, то слабый сигнал может быть подавлен более сильным.
Например, LoRaWAN приемник демодулирует сигналы с уровнем до 20 дб ниже уровня шума, но, если в 50 метрах от шлюза в прямой видимости будет работать какой-либо передатчик, то принять в этом же канале передатчик с такой же мощностью мы сможем на дальности уже не более 500 метров! Даже если эти передатчики LoRaWAN с разными спред факторами. То есть несмотря на возможность работы под шумами и ортогональностью сигналов LoRa с разными спред факторами, одновременная работа других датчиков в канале сильно ограничивает дальность работы системы в целом.
Немного лучше обстоит дело в случае UNB систем, таких как Sigfox, Стриж или Вавиот. Они декларируют возможность одновременного декодирования множества сигналов в полосе приема, но такая возможность определяется динамическим диапазоном UNB приемника по интермодуляции. Передатчик с мощностью 25 мВт, расположенный в 50 метрах в прямой видимости шлюза с коэффициентом усиления приемной антенны 6 db обеспечит уровень принимаемого на шлюзе сигнала около минус 45 dbm. Если значение динамического диапазона приемника равно 70 db, то одновременный прием слабого сигнала в канале будет ограничен уровнем минус 115 dbm. Это значительно меньше заявляемых минус 140÷148 dbm. Увеличение динамического диапазона UNB приемника достаточно технически сложная задача, обычно приводящая к его сильному удорожанию.

Эффекты, приведенные в данных примерах, могут быть незаметны при тестировании систем с малым количеством датчиков, но начнут себя явно проявлять в высоко нагруженных системах, когда дальность работы системы будет сильно уменьшаться при росте количества датчиков в системе. При 10 датчиках все работает прекрасно, а уже при 200 начинаются пропуски информации. Увеличение пропускной способности LoRaWAN за счет уменьшения спред фактора будет приводить к тому же эффекту.

Получается, что большая дальность работы LPWAN систем в реальных условиях обеспечивается не только высокой чувствительностью приемника, но и, одновременно, высоким динамическим диапазоном приемного тракта.

GoodWAN имеет большой опыт в области профессиональных радиосистем, в том числе UNB приемников. В своем шлюзе мы используем специально разработанный приемник с профессиональными характеристиками и относительно не высокой стоимостью. В базовой модели динамический диапазон приемника превышает 110 db. Шлюз может принимать более 800 000 сообщений в сутки на максимальной дальности. Это в разы превосходит пропускную способность шлюза LoRaWAN на максимальной дистанции при SF=12. Шлюз построен по принципу "включил и забыл". После включения питания он сам настраивается и не требует дополнительного ПО для управления, а также не нуждается в конфигурировании и профилактическом обслуживании.

31/01/2022

#пилотныйпроект Borjomi #эдельвейс #святойисточник #логистика
GoodWAN и IDS Borjomi Russia запустили пилотный проект в Москве по улучшению логистики в фирменные холодильные витрины

IDS Borjomi Russia является частью международной компании IDS Borjomi International, объединяющей производственные предприятия в Грузии, Украине и России, занимающей лидирующие позиции среди брендов питьевой воды в странах СНГ и Балтии. Компания IDS Borjomi Russia – лидер и одна из самых динамично развивающихся компаний на рынке бутилированной воды в России. В её портфеле – легендарный бренд «Боржоми» со 130-летней историей, бренд №1 на рынке – «Святой Источник» и бренд «Эдельвейс».
У IDS Borjomi Russia широкая дистрибуция, позволяющая доставлять продукцию по всей стране. Это – сеть собственных филиалов, расположенных в стратегически важных городах страны, а также большое количество торговых партнеров. Отлаженная система логистики позволяет обеспечить быстрые и бесперебойные поставки продукции для каждой торговой компании, сотрудничающей с IDS Borjomi Russia.
В городе Москва у компании IDS Borjomi Russia имеется собственная широкая сеть фирменных холодильных витрин, установленных в различных ритейловых магазинах. По заказу компании IDS Borjomi Russia в компании GoodWAN разработали датчик, позволяющий контролировать количество открытий двери холодильной витрины. В ходе пилотного проекта датчики установили на ряд холодильных витрин. Благодаря тому, что у компании GoodWAN создана сеть сбора информации в городе Москва, устанавливать дополнительные устройства не пришлось. Датчики автономны, работают от встроенной батареи и передают информацию по радиоканалу в диапазоне 868 МГц. Установка датчиков очень проста и занимает всего несколько минут.
Сигналы от датчиков собираются на облачном сервисе и дают полную статистику по количеству открытий дверей в разрезе дней недели и часов. Это дает возможность анализировать собранную информацию и приоритезировать задания для торговых представителей. В конечном счете использование датчиков должно позволить еще больше оптимизировать логистику поставок в торговые точки.

Компания GoodWAN - российский разработчик датчиков для интернета вещей. Мы создаем датчики для умного города, агросферы, ритейла и других областей. В 2021 году компания GoodWAN вошла в топ-100 мировых диптех стартапов по версии SLINGSHOT ASIA 2021. Датчики компании GoodWAN помогают создать комфортную среду для компании, ее работников и даже целого города.

10/01/2022

#Дальностьсвязи
Почему важна дальность связи?

Дальность работы устройства в сети обеспечивает минимальное необходимое количество LPWAN шлюзов для покрытия территории. Это уменьшит затраты на развертывание и использование сети.

Корректно сказать дальность работы LPWAN шлюза сложно, все сильно зависит от условий использования и технических характеристик устройств. Производители указывают максимальную дальность - в реальности все не так.

Sigfox и LoRa регулярно сообщают о новых рекордах дальности - уже более -700 километров. Важно отметить, что это при условии работы с воздушного шара в стратосфере.
При размещении устройств в “рабочую зону”: в подвальное помещение или в герметичную морозильную камеру, или под канализационный люк, дальность сразу падает, например, до 1-2 километров, а иногда и до десятков или сотен метров.

Фактор снижения дальности - затухание радиоволн в пространстве, связанное со строением местности и наличием преград в виде сооружений и стен.

Дальность связи также сильно зависит от высоты подъема и качественного монтажа антенны LPWAN шлюза. Чем выше поднята антенна приемника, тем больше площадь покрытия шлюза.
В городе - сигнал приходит на приемник отразившись от стен ближайших домов. Поднимая приемник, мы увеличиваем эффективную площадь отраженного сигнала.

Желаемой дальностью работы LPWAN шлюза является outdoor сплошное покрытие в 3-5 км в городе и 10-15 км в сельской местности. При этом, с крыши небоскреба возможно получить 50 км и больше даже в городских условиях.

Тоже верно и для решений сотовых операторов, NB-IoT станция с рекламируемой дальностью 15 км не всегда услышит умное устройство и в 1000 метрах в населенном пункте. В городе антенны сотовых операторов размещаются не слишком высоко, обычно ниже уровня крыш ближайших зданий - их задача стабильное качество связи, а не дальность работы.

Шлюзы безлицензионного LPWAN не требуют частого размещения, обладают низкой стоимостью и их экономически оправдано размещать на высоких точках даже в городских условиях, что обеспечит значительно большее покрытие.

Наши решения для умного города помогут вам получать точные данные в разных сферах и лучше контролировать ваше пространство и сделать его комфортнее и безопаснее.

24/12/2021

Друзья, рады сообщить о начале продвижения решений для IoT от компании GoodWAN. Продукты вендора используются для «Интернета вещей» в ЖКХ (в том числе для «Умных городов»), поставок и логистики, сельского хозяйства, промышленности и медицины. Мы предлагаем датчики температуры, влажности, инклинометры и умное оборудование для решения задач, таких как:

🔻 мониторинг затопления городских улиц и территорий, наклона различных конструкций (столбов, опор, линий электропередач);
🔻 контроль наполненности мусорных баков, открытия крышек люков кабельной и дренажной канализации;
🔻 измерение экологических параметров: температуры и влажности воздуха, качества воздуха, контроль вредных газов;
🔻 передача показаний с приборов учета.

Подробнее о решения GoodWAN в нашем пресс-релизе ➡️ https://www.ocs.ru/presscenter/pressreleases/ocs-predlagaet-it-kanalu-resheniya-goodwan/

🔭

17/12/2021

#стартап #агротех #умныйгород

Компания GoodWAN принимала участие в акселерационной программе Global Partners' Program, проводимой Московским экспортным центром совместно с GenerationS. Программа была предназначена для компаний, работающих в сфере фудтеха и агротеха, управления городской средой, экологии, энергетики и транспорта и направлена на повышение экспортных продаж. Это был первый набор программы, но он оказался очень удачным. Собралось коммьюнити компаний / людей, очень нацеленных на результат!

Организаторам удалось привлечь очень хороших тренеров для проведения мастер классов по разным вопросам. Нам особенно понравились тренинги Максима Руденко, Максима Перевезенцева и Владислава Буянова, но и остальные эксперты - тоже были хороши! Также каждой из компаний был выбран международный эксперт-трекер, нам повезло и нам достался эксперт мирового уровня Novica Mrdovic!

В ходе программы нам помогли правильно выстроить процессы, относящиеся к продажам на международных рынках, подготовиться к экспорту и даже помогли с поиском клиентов и партнеров.

Вообще любую программу делают люди и мы почувствовали, что нам изо всех сил стараются помочь! Ани Оганесян, Наталья Мендус, Екатерина Шкурина - спасибо вам огромное. Параллельно нам еще помогли прокачать навыки питчинга на английском языке - Business English for Startups. Супер программа! Спасибо SOLYANKA и Московский Экспортный Центр! Просто обязательна к посещению. Надеюсь сделаете еще более продвинутый вариант!

Завершилось все грандиозным финалом - где все стартапы, проходящие программу, презентовали свои решения для умного города компаниям со всего мира. Партнеры узнали о кейсах компании и эффективности применения датчиков на предприятиях.

07/12/2021

#5лет #деньрождения
GoodWAN исполняется 5 лет

Вот уже 5 лет наши беспроводные датчики и другие устройства улучшают вашу жизнь. Они следят за уровнем наклона столбов, антенн и деревьев и подсказывают когда мусорные баки заполнены и их стоит вывезти, отслеживают уровень воды в канализации и сообщают, что крышки люков находятся на месте. Датчики температуры и влажности воздуха, качества воздуха, атмосферного давления - позволяют контролировать окружающую среду на улице и в разных помещениях. Профессиональные станции экологического мониторинга дают полную картину по множеству параметров и контролируют содержание опасных веществ в воздухе.

За эти пять лет мы разработали более 20 устройств, наши датчики используются более чем в 50 городах нашей страны компаниями из разных отраслей - ритейловыми, банками, промышленными и сельскохозяйственными предприятиями. Также наша продукция экспортируется в разные страны - Евразийского Экономического Союза, страны Европы, Ближнего Востока и Азии.

На базе нашей технологии создан предварительный открытый национальный стандарт OpenUNB. Продукция компании включена в реестр ТОРП - телекоммуникационного оборудования российского производства.

В 2021 году мы вошли в топ 100 мировых технологических стартапов по версии Slingshot ASIA.

Мы создали и запатентовали новые технологии которые врываются в нашу жизнь и делают её лучше.

03/12/2021

#интернетвещей #мобильнаясвязь
Будет ли победитель на рынке IOT? Операторы мобильной связи VS безлицензионный LPWAN

На заре развития мобильной связи рождались и умирали различные технологии связи, в конце концов победило единообразие - сейчас практически все пользуются почти одинаковыми смартфонами, работающими в почти неотличимых для пользователя сетях операторов связи. Не грозит ли такая же участь безлицензионным LPWAN – умереть из-за возможностей сотовых операторов?
В первую очередь LPWAN различаются по типу диапазонов частот в лицензионной или в безлицензионной области радио спектра:

- лицензионный диапазон частот - повышенная разрешенная мощность, относительно высокая скорость, нет посторонних помех, высокая плата за использование спектра.
- безлицензионный диапазон частот – низкая мощность, низкая скорость, ограничение рабочего цикла передатчика, возможны помехи от других игроков, бесплатный спектр.

Также можно отметить, что LPWAN сейчас = безлицензионный LPWAN + лицензионный NB-IoT, так как возможности NB-IoT можно назвать адаптацией технологий сотовой связи для передачи данных на большие расстояния, а они тоже имеют свои технологические и коммерческие ограничения:
высокая стоимость выделенных частот должна окупаться;
требуется обеспечить процедуры регистрации устройств в сети, их подтверждение и биллинг;
необходимо обеспечить все требования к протоколам связи и безопасности, предусматривающие большой объем служебной информации и обмен длинными ключами.

Эти ограничения затрудняют и делают невозможной очень дешевую и энергетически высоко эффективную передачу коротких сообщений в NB-IoT. Возможность преодолеть эти ограничения – залог существования безлицензионных LPWAN систем.

Термин LPWAN изначально включал в себя только датчики, работающие в безлицензионном диапазоне частот, затем этот термин распространился и на решения на базе технологий сотовых операторов на специально выделенных частотах, но это два принципиально различных решения.

Развитие сотовых технологий в сторону интернета вещей - абсолютно естественный ход развития событий. У сотовых операторов уже есть готовая инфраструктура для обслуживания людей, ее можно относительно легко распространить и на «вещи в интернете». За счет этого, у сотовых операторов есть огромные преимущества, чтобы занять большую часть IoT рынка. Однако у абонентов сотовых сетей сформированы две ключевые потребности: потребление контента в интернете и телефонные разговоры, и сотовая связь удовлетворяет эти потребности.

В мире интернета вещей всё куда более многообразно: автомобиль и канализационный люк, турбина реактивного двигателя и датчик температуры воздуха – у них явно разные сценарии использования и требования. Многообразие задач и необходимость эффективных решений позволяют рассчитывать, что решения сотовых операторов возможно займут большую часть рынка, но все равно останется очень большое место для дешевых, простых и массовых кейсов, где безлицензионные LPWAN решения более эффективны.

Для безлицензионного LPWAN стабильно останется своя ниша, в которой необходимо достигать таких целей:
1. Сделать максимально дешёвое устройство;
2. Долгая работа от одной батарейки (5-10 лет);
3. Независимая от сотовой связи работа устройства - для мест где нет сотового покрытия;
4. Дешевая и простая работа с сетью интернета вещей;
5. Возможность сделать частное локальное решение;
6. Стремление к обнулению абонентской платы;
7. Создавать специализированные сети одного решения (например сеть для ЖКХ или сеть для задач сельского хозяйства)

Победителя каждый определит для себя сам - выбрав то, что будет решать его задачи в данный момент. Однако наш выбор - LPWAN.

01/12/2021

#датчики #интернетвещей
LPWAN технологии представленные на рынке

В сегодняшней статье мы рассмотрим технологии на рынке IoT и выделим основные проблемы при их сравнении, а так же предложим системный подход к сравнению.

Самыми распространенными и известными LPWAN технологиями в мире, с принципиально различными подходами на сегодня являются: NB-IoT и LTE-M, LoRa, Sigfox, Link Labs, Weightless, Ingenu (RPMA) и многое другое.

NB-IoT. (Narrow Band Internet of Things) - беспроводная технология для Интернета вещей, реализуемая на базе инфраструктуры сотовых сетей и стандартизированная консорциумом 3GPP релизом 13: LTE-Advanced Pro. В создании релиза участвовали производители оборудования для сотовых операторов: Qualcomm, Ericsson, Huawei и Vodafone. В результате, 3GPP включила в релиз три конкурирующих между собой технологии, выбор которой отдан на откуп производителям чипов или сотовым операторам.

LTE-M. Основное различие между NB-IoT и LTE-M заключается в следующем: NB-IoT требует более узкого канала пропускной способности (200 кГц против 1,4 МГц), и устройства могут быть развернуты в нетрадиционных полосах, включая защитные полосы LTE, а также полосами, специфичными для IoT.

LoRa. LoRa Alliance является открытым, некоммерческим объединением, созданным для содействия развития технологий LPWAN на базе технологии LoRa. В нее входят около 400 компаний-членов по всей Северной Америке, Европе, Африке и Азии, а ее учредителями являются IBM, MicroChip, Cisco, Semtech, Bouygues Telecom, Singtel, KPN, Swisscom, Fastnet и Belgacom. LoRaWAN - это сетевой уровень открытого стандарта, управляемый Альянсом LoRa. Однако базовый чип для реализации полного стека LoRaWAN доступен только через Semtech.

Sigfox. Основанная в 2009 году, французская компания, штаб квартира находится в городе Лабеж, Франция. Благодаря успешным маркетинговым кампаниям в Европе Sigfox завоевал значительную популярность в сфере LPWAN. Использует UNB (Ultra Narrow Band) канал передачи информации в безлицензионном диапазоне частот.

Link Labs. Является членом LoRa Alliance и поэтому использует чип LoRa. Однако, вместо использования LoRaWAN, Link Labs создала проприетарный MAC-уровень (программное обеспечение) поверх чипов Semtech под названием Symphony Link.

Weightless Alliance - это глобальный некоммерческий альянс, посвященный постоянному развитию и инновациям технологии Weightless, открытого стандарта LPWAN для IoT. Компания использует - открытый стандарт, работающий в нелицензированном спектре с частотой менее 1 ГГц.
Существует три версии Weightless, которые служат различным целям:

Weightless-W : использует пустое пространство (неиспользуемый локальный спектр) в лицензированном телевизионном диапазоне.
Weightless-N : узкополосный протокол безлицензионного диапазона, созданный по технологии NWave, очень похожей на Sigfox.
Weightless-P : двунаправленный протокол, созданный по технологии Platanus от M2COMM (используется модуляция FDMA + TDMA в полосе 12,5 кГц).

Ingenu (RPMA). Работает в ISM‑диапазоне 2,4 ГГц. Ядром стандарта является множественный доступ со случайной фазой (RPMA — Random Phase Multiple Access), который представляет собой физический уровень PHY и подуровень управления доступом к среде MAC, разработанные компанией Ingenu.

GoodWAN. Российская компания основанная в 2017. Сотрудники имеют большой опыт разработки как профессиональных радиосистем, так и различных измерительных и охранных датчиков. Разработала свой LPWAN радио протокол c упором на максимальный срок жизни устройств от батарейки и информационную безопасность. Для достижения максимальной энергоэффективности отказалась от обратного канала связи. Физический уровень передачи информации ближе всего к Sigfox, но с использованием помехоустойчивого кодирования и частотной модуляции вместо фазовой, что дает более уверенный прием сигнала и выигрыш в потреблении конечного устройства. Алгоритмы защиты информации напоминают LoRaWAN протокол, но обеспечивают постоянную смену адреса устройства в сети. Предлагает не только технологию доставки информации от датчика, но полностью законченные решения оптимизированные для различного набора датчиков и кейсов применений.

В последнее время появилось много вариантов «light» LPWAN технологий, использующих NB канал. В этих технологиях, как правило, совмещается SDR-радио на базовой станции и современные NB радио-чипы на конечном устройстве. Также используются собственные протоколы синхронизации. По чувствительности они, как минимум, на 15-20 dB уступают классическим LPWAN. Также за LPWAN часто выдают различные решения, к LPWAN прямого отношения не имеющие, например, на основе 2G.

LPWAN технологии находятся только в начальной стадии развития. Технических специалистов в этой области очень мало, зато появилось много аналитических статей, обсуждающих перспективы развития. Откуда, в этом случае, аналитики берут свою информацию? Скорее всего из рекламы компаний разработчиков, мнений частных экспертов, результатов ограниченных тестов.

Для сравнения технологий часто используют сравнительные таблицы, при этом возникают следующие проблемы:
- Такие таблицы чаще всего рисует «заинтересованная» сторона и включает в них только удобные для себя параметры.
- Есть неоднозначно определяемые параметры – например «дальность работы системы». Если этот параметр вырвать из контекста, то можно писать любые значения, «что позволит совесть». Под дальностью работы производители обычно указывают какое-либо лучшее из полученных значений.
- Часто в таких таблицах указывается несколько несовместимых между собой параметров, которые не достижимы одновременно (например, максимальная чувствительность и максимальная скорость передачи), что приводит к ложным выводам.
- Не всегда возможно разделить ключевые и малозначимые параметры системы.

Компания GoodWAN предлагает системный подход к сравнению LPWAN технологий:
- Для чего (Задача);
- Что самое важное (Приоритеты);
- Как это сделано (Технология).

LPWAN появилась, чтобы решать конкретные проблемы людей и компаний в области интернета вещей. Сравнивать различные технологии между собой можно в задачах, которые они решают, имея хорошие знания в том, как они решают эти задачи.