Tärkeimmät asiat Sigfoxista ja LoRasta
- SigFox ja LoRa ovat Low Power Wide Area Networks (LPWAN) -verkkoja, eli pitkän kantaman ja vähäisen energiankulutuksen tiedonsiirtoteknologioita, joita käytetään IoT-sovelluksissa. Niille on ominaista, että ne hyödyntävät vapaita taajuusalueita. Siksi niiden käyttö on yleensä edullista.
- SigFox eroaa LoRa:sta siinä, että se perustuu olemassa olevaan infrastruktuuriin. Tämä voi olla etu, mutta myös esimerkiksi arkaluonteisten tietojen siirrossa haitta.
- SigFox ja LoRa soveltuvat moniin älykaupunkisovelluksiin, samoin kuin valikoidut seurantaratkaisut. Molemmilla teknologioilla ei kuitenkaan ole mahdollista toteuttaa varastettujen esineiden, kuten polkupyörien tai sähköpyörien, reaaliaikaista seurantaa.
Kun puhutaan siirtoteknologioista esineiden internetissä, LTE-M:n ja NB-IoT:n ohella esiin nousevat usein myös termit SigFox ja LoRa. Molemmat LPWAN-teknologiat eivät ole uusia, mutta ne eroavat muista.
Ennen kaikkea ne eroavat kilpailijoista yhdessä keskeisessä asiassa: ne käyttävät lisensoimatonta taajuusaluetta. Tässä on etunsa ja haittansa.
IoT, LoRa, SigFox: määritelmät ja ominaisuudet
Mitä IoT tarkoittaa?
Esineiden internetistä puhutaan, kun laitteet tai koneet on verkotettu keskenään siten, että ne vaihtavat tietoja ja suorittavat osittain näihin tietoihin perustuvia toimintoja. Tunnettu esimerkki tästä ovat älykotiteknologiat. Tällöin esimerkiksi anturi mittaa lämpötilan ja lähettää mittaustiedot termostaatille. Tämä säätää saamansa tiedon perusteella lämmitystä suuremmalle tai pienemmälle.
Askeleen pidemmälle menee niin sanottu Smart City, jossa esimerkiksi katuvaloja voidaan ohjata etänä. Teollisuudessa koneita verkotetaan tuotantoprosessien optimoimiseksi. Myös liikkuvien esineiden seuranta GPS:n avulla kuuluu IoT:n eli M2M:n (Machine2Machine) piiriin. Jo tänä päivänä sillä on merkittävä rooli. Esineiden internet (IoT) tärkeä rooli monissa nykyaikaisissa yhteiskunnissa. Tulevaisuudessa sen merkitys todennäköisesti kasvaa entisestään.
Jotta tämä tiedonvaihto toimii, antureiden, laitteiden ja palvelimien kaltaisten komponenttien lisäksi tarvitaan tiedonsiirtoteknologiaa. Tarkemmin sanottuna niitä tarvitaan useita.
Haluatko tietää lisää IoT:stä ja M2M:stä? Lue artikkelimme nyt. ”Esineiden internet, polkupyörä ja GPS-seuranta: tulevaisuus on verkottunut!” Käsittelemme siinä yksityiskohtaisesti, mitä IoT tarkoittaa, miten eri teknologiat toimivat verkottumisen mahdollistamiseksi ja mikä rooli GPS-seurannalla on.
Siirtoteknologiat IoT-sovelluksiin – mitä yhteistä SigFoxilla ja Loralla on
SigFox ja LoRa ovat siirtoteknologioita, joita käytetään esineiden internetissä laitteiden verkottamiseen ja datan siirtämiseen. Niitä mainitaan usein samassa yhteydessä, koska niillä on paljon yhteistä.
- Molemmat kuuluvat Low Power Wide Area Networks (LPWAN) -verkkoihin. Tämä tarkoittaa, että niiden energiankulutus on vähäinen ja kantama suuri, mutta ne pystyvät siirtämään vain pieniä tietomääriä. Näin ne eroavat Bluetoothista, EnOceanista tai WLAN:sta, joita käytetään erityisesti älykotialueella valaisimien, lämmitysjärjestelmien tai viihdetuotteiden yhdistämiseen verkkoon lyhyillä etäisyyksillä.
- Lisäksi LoRa ja Sigfox käyttävät vapaita taajuusalueita. Niistä ei aiheudu lisenssimaksuja eikä roaming-maksuja. Tämä ei tarkoita, että käyttö olisi aina maksutonta, riippuen siitä, kuka tarvittavan infrastruktuurin tarjoaa. Mutta yleensä se on edullista.
Näiden yhtäläisyyksien lisäksi on myös joitakin eroja.
Hyvä tietää: Lisenssivapaat taajuusalueet vaihtelevat alueittain. Euroopassa käytetään eri taajuuksia kuin Aasiassa tai Yhdysvalloissa.
Laajasti käytetty ja monipuolinen – mikä on SigFox?
SigFoxin takana on samanniminen ranskalainen yritys, joka perustettiin vuonna 2009. Se markkinoi ylpeänä ”0G-verkkoaan” sloganilla ”the world largest IoT network”. Laajan kattavuuden saavuttamiseksi SigFox tekee yhteistyötä paikallisten verkko-operaattoreiden kanssa eri maissa – ja erittäin menestyksekkäästi. Omien tietojensa mukaan standardi kattaa Saksassa 90 prosenttia ja on saatavilla 72 maassa. Jotkin suuret yritykset käyttävät teknologiaa esimerkiksi tavaroiden seurantaan.
Yksi etu tässä: koska taajuusmaksuja ei synny, käyttö on erittäin edullista. SigFox rajoittaa kuitenkin tiedonsiirron 140 tiedonsiirtoon päivässä ja 12 tavuun viestiä kohden. Lisäksi asiakkaiden on hankittava uutta laitteistoa, jos he vaihtavat palveluntarjoajaa. Lopuksi on olemassa myös muita mahdollisia haittoja, joihin palaamme erikseen.
Riippumattomat verkot tiedonvaihtoon – mitä LoRa on?
LoRa on lyhenne sanoista ”Long Range”. Teknologian kehitti kalifornialainen Semtech, ja sitä edistää LoRa Alliance, voittoa tavoittelematon organisaatio, johon kuuluu nykyään noin 500 yritystä.
Katsaus – LoRan ja LoRaWANin välinen ero:
Vaikka niitä käytetään usein synonyymeinä, LoRa ja LoRaWan eivät ole sama asia. Ensimmäinen tarkoittaa ”vain” radioteknologiaa, LoRaWan puolestaan kattaa koko verkkoinfrastruktuurin. LoRaWan-verkon keskeisiä osia ovat palvelimet, yhdyskäytävät ja sensorit. Ohjelmiston perusmoduulit ovat saatavilla maksutta.
Kuten SigFox, LoRaWan on suunnattu käyttäjille, jotka haluavat verkottaa laitteita pitkillä etäisyyksillä ja lähettää pieniä datapaketteja. Tässä tapauksessa heidän on kuitenkin rakennettava oma infrastruktuuri tai tehtävä yhteistyötä paikallisten palveluntarjoajien kanssa. Siksi standardia käytetään ensisijaisesti maantieteellisesti rajatuilla alueilla.
LoRan mahdollinen etu on korkea tietoturva. Omalla LoRaWan-verkolla voit varmistaa, etteivät kriittiset tiedot päädy ulkopuolisille. Sinulla on suljettu järjestelmä. Jos rakennat infrastruktuurisi kokonaan itse, sinun ei tarvitse maksaa mitään myöskään käytöstä.
Hyvä tietää: LoRaWanin yhteydessä käytetään usein nimitystä ”avoin”. Täysin oikein tämä ei ole, sillä tällaisen verkon käyttöön tarvitset siihen kuuluvan ”Semtechin” sirun. Olet siis myös LoRaWanin kanssa riippuvainen yhdestä toimittajasta. Lisäksi syntyy riippuvuus tietystä laitteistosta. Tämä on yleensä korostuneempaa siirtoteknologioissa, jotka hyödyntävät lisensoimatonta taajuusspektriä.
Näihin sovelluksiin Sigfox ja LoRa soveltuvat hyvin
Olipa kyseessä NB-IoT, SigFox, LoRa tai LTE-M, jokainen LPWAN-radiostandardi soveltuu erilaisiin käyttökohteisiin.
Sovellukset SigFoxille
SigFox on erittäin monipuolinen teknologia. Sitä käytetään muun muassa seuraavilla alueilla:
- Smart City: SigFoxin ja antureiden yhdistelmällä voidaan kerätä mittausarvoja, esimerkiksi ilmankosteudesta tai lämpötilasta, ja valvoa vesilaitteistoja etänä.
- Toimitus: Toimitusyritykset panostavat yhä enemmän niin sanottuun Smart Metering -ratkaisuun. Tämä tarkoittaa, että mittarit siirtävät kulutustiedot suoraan palveluntarjoajalle. Työläs mittarien luenta jää pois. Tällä alueella SigFox erottuu edukseen korkeilla turvallisuusstandardeilla ja hyvällä signaalin läpäisykyvyllä rakennuksissa. Sähkönkulutustietojen ei nimittäin pidä päätyä kenen tahansa käsiin, ja mittarit sijaitsevat usein kellarissa.
- Smart Farming: Myös nykyaikaisessa maataloudessa käytetään sensoreita ja langattomia standardeja tietojen mittaamiseen ja siirtämiseen. Kyse voi olla esimerkiksi maaperän kosteutta tai lämpötilaa koskevista tiedoista. Viljelijät voivat näiden tietojen perusteella optimoida työprosesseja, alentaa kustannuksia ja vähentää lannoitteiden käyttöä. Tässä yhteydessä puhutaan Smart Farmingista.
- Seuranta: Lopuksi yritykset käyttävät SigFoxia tavaroiden tai matkalaukkujen seurantaan. Standardi on tässä yhteydessä kuitenkin hyvä valinta vain, jos tietyt edellytykset täyttyvät. SigFox ei nimittäin mahdollista reaaliaikaista seurantaa.
LoRa-sovellukset
Myös LoRaWan-verkko soveltuu Smart City -tarkoituksiin, esimerkiksi varten
- Roska-astioiden täyttöasteen mittaukset
- CO:n mittaus2-Palkka, lämpötila ja ilmankosteus
- Pysäköintiantureiden käyttö pysäköintipaikan etsimisessä
Suurissa rakennuksissa teknologia täydentää esimerkiksi WLAN-verkkoa. Sillä Low Power Wide Area Network -verkkona on tarvittava kantama siirtää dataa kellarista 10. kerrokseen ja takaisin.
Lisäksi se vakuuttaa hyvällä signaalin läpäisykyvyllä rakennuksissa. Tämä tarkoittaa, että paksut seinät eivät häiritse sitä matkalla kellarista 10. kerrokseen. Siksi LoRaWan-verkko soveltuu myös silloin, kun haluat siirtää dataa teollisuushallissa.
Haluatko tietää lisää siitä, missä teknologiaa käytetään menestyksekkäästi? Löydät LoRaWan-käyttötapaukset osoitteesta LoRa Alliance -verkkosivusto.
Tärkeää: Vapaiden taajuuksien käyttö tiedonsiirrossa tuo kyllä kustannusetuja. Lainsäädännön mukaan kuitenkaan mikään laite ei saa kuormittaa taajuuskaistaa yli 1 %:n osuudella. Siksi standardit, jotka hyödyntävät lisensoimatonta taajuusspektriä, eivät sovellu hätäpuheluteknologioihin.
Yhteenveto
Kuten näet, käyttötapauksissa SigFoxin ja LoRan välillä on paljon päällekkäisyyksiä. Siitä huolimatta ne eroavat toisistaan keskeisissä asioissa.
Se, mitä Sigfoxilla on LoRaan verrattuna etunaan, on ennen kaikkea se, että se rakentuu olemassa olevan infrastruktuurin varaan. Tämä voi kuitenkin olla myös haitta. Erityisesti silloin, kun yritykset tai organisaatiot siirtävät erittäin arkaluonteisia tietoja, suljettu LoRaWan-verkko tarjoaa etuja.
NB-IoT, LTE-M: Vertailu muihin teknologioihin
LoRan ja SigFoxin lisäksi kaksi uutta LPWAN-standardia määrittää suunnan esineiden internetissä: Narrowband-IoT ja LTE-M. Molemmat hyödyntävät lisensoitua taajuusspektriä, ja molemmille on ominaista laaja verkkopeitto. Markkinoiden suuret teknologiayritykset edistävät niiden laajentamista määrätietoisesti.
SigFox ja LoRa verrattuna NB-IoT:hen
NB-IoT eli Narrowband-IoT on kehitetty 3rd Generation Partnership Projectin (3GPP) toimesta. Kyseessä on maailmanlaajuinen standardointielinten yhteistyö. Kuten SigFox ja Lora, standardi luotiin LPWAN-teknologiaksi erityisesti IoT:tä varten.
NB-IoT:n keskeisiin ominaisuuksiin kuuluvat seuraavat:
- Pitkä kantama
- Pieni kaistanleveys
- Alhainen energiankulutus
- Korkea rakennusten läpäisevyys myös ilman lisälaitteita, kuten erillistä yhdyskäytävää
Kuulostaako tutulta? Itse asiassa NB-IoT muistuttaa monin tavoin SigFoxia. Tätäkin standardia käytetään mielellään Smart City -verkoissa, täyttöasteiden lukemiseen tai mobiilisovelluksissa.
Keskeiset erot LoRa-, SigFox- ja NB-IoT-teknologioiden välillä ovat seuraavat:
- Koska NB-IoT perustuu LTE-verkkoon, se tarjoaa erinomaisen verkkokattavuuden. Tämä pätee myös ulkomailla. Jos Narrowband-IoT ei ole saatavilla tietyllä alueella, monet moduulit voivat vaihtoehtoisesti käyttää 2G/3G- tai LTE-M-mobiiliverkkoja. Sen sijaan roaming LoRaWan-verkkojen kanssa on erittäin vaikeaa, ja SigFoxin kanssa se on mahdollista rajoitetusti.
- Myös tiedonsiirron laatu hyötyy siitä, että NB-IoT käyttää lisensoituja verkkoja.
- NB-IoT:llä on parempi rakennusten läpäisykyky kuin Sigfoxilla ja LoRa:lla.
- Narrowband-IoT:n energiankulutus on erittäin vähäinen.
NB-IoT on suunniteltu pienille tietomäärille. Ne ovat kuitenkin riittävän suuria, jotta esimerkiksi moduulin laiteohjelmistopäivitykset voidaan toteuttaa.
Haluatko tietää lisää Narrowband-IoT:stä? Lue artikkelimme. „Narrowband-IoT: oikea GPS-paikantimen standardi sähköpyörällesi?“ Siinä käsittelemme yksityiskohtaisesti, mitä Narrowband-IoT tarkoittaa, mitä etuja ja haittoja teknologialla on verrattuna muihin sekä mihin käyttökohteisiin NB-IoT-teknologia soveltuu.
SigFox ja LoRa verrattuna LTE-M:ään
LTE-M on Low Power Wide Area -verkko, joka perustuu myös LTE-verkkoon.
Sille ovat ominaisia seuraavat ominaisuudet:
- laaja kantama
- hyvä rakennusten läpäisevyys
- alhainen energiankulutus
- alhainen viiveaika
- mahdollistaa myös keskikokoisten datapakettien siirron
Im direkten Vergleich bietet LTE-M ähnliche Vorteile gegenüber SigFox und LoRa wie NB-IoT. Hinzu kommt ein weiterer Aspekt: Als einzige bisher genannte Technologie eignet es sich für das Echtzeit-Tracking mobiler Gegenstände. Das liegt an zwei Eigenschaften:
- Pieni viive: Reaaliaikaisuus ja suuret viiveet eivät sovi yhteen. LTE-M:n avulla on mahdollista selvittää, missä laite sijaitsee tietyllä hetkellä. Jos käytät SigFoxia tai NB-IoT:tä, sinun on elettävä viiveiden kanssa.
- Handover: Niin sanottu handover tulee käyttöön, kun verkkoon kytketyt laitteet siirtyvät yhdestä matkapuhelinsolusta toiseen. LTE-M pitää tällöin yhteyden yllä. Muissa teknologioissa laitteiden on kirjauduttava joka kerta uudelleen verkkoon, mikä puolestaan aiheuttaa viiveitä.
Viiveaika: Viiveaika (viive) kuvaa aikaa, joka kuluu tapahtuman ilmenemisen ja siihen liittyvän näkyvän reaktion välillä.
Handover: Kun mobiililaite siirtyy uuteen radiokennoon ilman, että yhteys katkeaa, puhutaan ”handoverista” (englanniksi ”luovutus”)
Näiden edellytysten ansiosta LTE-M:ää käytetään mielellään mobiilisovelluksissa, esimerkiksi toimitusketjun seurantaan. Lisäksi LTE-M mahdollistaa puheensiirron. Siksi standardi soveltuu hätäpuhelujärjestelmiin, esimerkiksi hisseissä.
Ainoa haittapuoli tällä hetkellä: LTE-M:n ja myös NB-IoT:n verkkokattavuus ei vielä ole verrattavissa vanhempaan, laajasti rakennettuun G2-teknologiaan. Erityisesti maaseutualueilla käyttäjien on varauduttava katveisiin, jotka voivat vaikuttaa seurannan toimivuuteen negatiivisesti.
Hyvä tietää: Lisensoituja taajuusalueita hyödyntävillä ja suurten telekommunikaatioyritysten tukemilla verkkoteknologioilla on vielä yksi yleinen etu: saat sopivaa laitteistoa monilta eri toimittajilta.
Haluatko tietää lisää LTE-M:stä? Lue artikkelimme ”LTE-M – IoT-teknologian uusi muoto” LTE-M:ää pidetään IoT-alueen avainteknologiana. Tässä kerromme, miksi näin on, mikä erottaa sen muista standardeista ja mihin LTE-M soveltuu erityisen hyvin.
Soveltuvatko SigFox ja LoRa sähköpyörän seurantaan?
SigFoxilla ja LoRalla eli LoRaWANilla on paikkansa, ja ne voivat sovelluksesta riippuen olla todellinen vaihtoehto muille standardeille. Erityisesti LoRaWANia monet markkinatoimijat pitävät vähemmän kilpailijana ja enemmänkin lisänä lisensoiduilla taajuusalueilla toimiville standardeille.
Mutta entä varkaudenestoon tarkoitettu seuranta? Tähän molemmat soveltuvat seuraavien haittojen vuoksi vain rajoitetusti:
Liian heikko kattavuus: SigFox on kyllä saatavilla hyvin monissa paikoissa, ja kattavuus kasvaa. Pitkällä aikavälillä tässä suhteessa ovat kuitenkin etulyöntiasemassa teknologiat, jotka hyödyntävät olemassa olevaa infrastruktuuria. Varkaussuojausta varten tämä ominaisuus on ratkaisevan tärkeä. Eihän parhaastakaan GPS-trackerista ole sinulle hyötyä, jos se ei vastaanota signaalia.
Häiriöherkkyys: Avoimilla taajuusalueilla toimivat tiedonsiirtoteknologiat ovat häiriöherkempiä kuin ne, jotka käyttävät lisensoituja taajuuksia.
Viiveet: NB-IoT:n tavoin SigFox ja LoRa eivät sovellu sijaintitietojen reaaliaikaiseen siirtoon.
Tämä tarkoittaa: SigFox- ja LoRaWan-verkkoja voidaan käyttää mobiililaitteiden seurantaan, mutta vain silloin, kun katkeamaton reaaliaikainen tiedonsiirto ei ole ratkaisevan tärkeää. Jos haluat kertoa asiakkaille säännöllisin väliajoin, missä esimerkiksi heidän matkalaukkunsa sijaitsee, SigFox voi olla vaihtoehto. Jos taas haluat antaa heille mahdollisuuden jäljittää varastettu polkupyörä tai sähköpyörä, tämä ratkaisu ei ole optimaalinen.
Siitä huolimatta on palveluntarjoajia, jotka käyttävät SigFoxia tai LoRaWania varkaussuojaukseen. Emme suosittele tällaista järjestelmää. Onhan olemassa vaihtoehto, joka kertoo sinulle luotettavasti, missä ajoneuvosi on juuri nyt.
2G-teknologia: edelleen paras standardi GPS-seurantaan varkaussuojaksi
Jos SigFox tai LoRa/LoRaWan eivät sovellu sähköpyörien GPS-seurantaan, mikä on silloin oikea ratkaisu?
Tällä hetkellä kyse on teknologiasta, josta emme ole vielä puhuneet: 2G. Tämä standardi on todellinen ”vanha konkari”. Onhan se ollut olemassa jo 90-luvulta lähtien. Siksi se on verkon kattavuuden osalta (vielä) kaikkia muita IoT-alueen radioteknologioita edellä. Se, että 2G:llä voidaan siirtää vain hyvin pieniä datapaketteja, ei ole ajoneuvojen GPS-seurannassa suuri ongelma.
Siksi PowUnity luottaa heidän GPS-Tracker GPS-seurantalaite sähköpyöriin 2G-verkossa – turvallisuutta ja reaaliaikaista seurantaa ilman kompromisseja sekä aukotonta varkaussuojaa.
Yhteenveto – LoRa ja Sigfox
Vuonna 2021 on lopulta vaikea ennustaa, millaisen roolin Semtexin LoRa ja SigFox tulevaisuudessa tulevat näyttelemään esineiden internetissä.
Molemmilla on etunsa, alkaen alhaisista kustannuksista aina mahdollisuuteen rakentaa oma verkko (kriittiselle) datalle. Molempia hyödynnetään menestyksekkäästi erilaisissa IoT-sovelluksissa älykaupungeista logistiikka-alan seurantaan ja maatalouden verkottamiseen. Osittain ne täydentävät muita Low Power Wide Area Networks -verkkoja omilla erityisominaisuuksillaan. Lisäksi jokaisella standardilla on oma lobbausorganisaationsa, kuten esimerkiksi LoRa Alliance, sekä omat kannattajansa.
Mutta epäilemättä sillä on merkittäviä haittoja verrattuna LPWAN-kilpailijoihin, kuten NB-IoT:hen tai LTE-M:ään. Näihin kuuluu se, että verkon kattavuus on rajallinen, tiedonsiirto on osittain häiriöherkkää ja laitteisto on toimittajaa vaihdettaessa yleensä vaihdettava.
SigFox tai LoRa eivät sovellu sähköpyörien seurantaan varkaussuojaksi. Erityisesti tässä käyttökohteessa ratkaisevia tekijöitä ovat laaja verkkokattavuus, reaaliaikainen seuranta ja pienet viiveet – ainakin jos et halua tehdä kompromisseja jäljityksessä. On kyseenalaista, muuttuuko tämä joskus.
