A legfontosabb tudnivalók a Sigfoxról és a LoRa-ról
- A SigFox és a LoRa alacsony fogyasztású, nagy kiterjedésű hálózatok (LPWAN), nagy hatótávolságú és alacsony energiaigényű átviteli technológiák, amelyeket IoT-alkalmazások keretében használnak. Jellemzőjük, hogy szabad frekvenciasávokat használnak. Ezért a használatuk általában kedvező költségű.
- A SigFox abban különbözik a LoRa-tól, hogy meglévő infrastruktúrára épül. Ez előny is lehet, de például érzékeny adatok továbbításakor hátrányt is jelenthet.
- A SigFox és a LoRa számos okosváros-alkalmazáshoz alkalmas, akárcsak egyes nyomkövetési megoldások. Mindazonáltal egyik technológiával sem lehetséges a lopott tárgyak, például kerékpárok vagy e-bike-ok valós idejű nyomon követése.
Amikor az Internet of Things adatátviteli technológiáiról esik szó, az LTE-M és az NB-IoT mellett gyakran felmerül a SigFox és a LoRa is. Mindkét LPWAN-technológia nem új, de eltér a többitől.
Elsősorban egy lényeges pontban különböznek a versenytársaktól: az engedély nélküli frekvenciaspektrumot használják. Ennek vannak előnyei és hátrányai.
IoT, LoRa, SigFox: meghatározások és jellemzők
Mit jelent az IoT?
Internet of Thingsról (IoT) akkor beszélünk, amikor eszközök vagy gépek úgy vannak egymással hálózatba kapcsolva, hogy adatokat cserélnek, és részben ezen adatok alapján műveleteket hajtanak végre. Ennek ismert példája az okosotthon-technológia. Ilyenkor például egy szenzor méri a hőmérsékletet, és a mérési adatokat elküldi egy termosztátnak. Ez a kapott információktól függően fel- vagy lejjebb szabályozza a fűtést.
Egy lépéssel tovább megy az úgynevezett Smart City, ahol például az utcai lámpák távolról is vezérelhetők. Az iparban a gépeket hálózatba kapcsolják a gyártási folyamatok optimalizálása érdekében. A mobil tárgyak GPS-szel történő nyomon követése szintén az IoT, illetve az M2M (Machine2Machine) területéhez tartozik. Már ma is fontos szerepet játszik a Dolgok Internete fontos szerepet játszik számos modern társadalomban. A jövőben jelentősége várhatóan tovább fog növekedni.
Ahhoz, hogy ez az adatcsere működjön, az olyan összetevők mellett, mint a szenzorok, eszközök és szerverek, átviteli technológiára is szükség van. Pontosabban többféle technológiára.
Szeretnél többet megtudni az IoT-ről és az M2M-ről? Akkor olvasd el most a cikkünket. „A dolgok internete, kerékpár és GPS-követés: A jövő összekapcsolt!” Ebben részletesen bemutatjuk, mit jelent az IoT, hogyan működnek a különböző hálózatba kapcsolási technológiák, és milyen szerepet játszik a GPS-követés.
Átviteli technológiák IoT-alkalmazásokhoz – mi a közös a SigFoxban és a LoRában
A SigFox és a LoRa olyan átviteli technológiák, amelyeket a dolgok internetében használnak eszközök hálózatba kapcsolására és adatok továbbítására. Gyakran egy lapon említik őket, mert sok közös vonásuk van.
- Mindkettő a Low Power Wide Area Networks (LPWAN) hálózatok közé tartozik. Ez azt jelenti, hogy alacsony az energiafogyasztásuk és nagy a hatótávolságuk, ugyanakkor csak kis mennyiségű adat továbbítására képesek. Ezzel különböznek a Bluetooth-tól, az EnOcean-tól vagy a WLAN-tól, amelyeket elsősorban az okosotthonok területén használnak világítások, fűtések vagy szórakoztatóelektronikai termékek rövid távolságon történő hálózatba kapcsolására.
- A LoRa és a Sigfox emellett szabad frekvenciasávokat használ. Ezek után nem kell licencdíjat és roamingdíjat fizetni. Ez nem jelenti azt, hogy a használat mindig ingyenes, attól függően, hogy ki biztosítja a szükséges infrastruktúrát. Általában azonban kedvező költségű.
E közös vonások mellett van néhány különbség is.
Érdekes tudni: az engedélymentes frekvenciasávok régiónként eltérnek. Európában más frekvenciákat használnak, mint Ázsiában vagy az USA-ban.
Széles körben elterjedt és sokoldalú – Mi az a SigFox?
Hinter SigFox steht das névazonos francia vállalat, amelyet 2009-ben alapítottak. Büszkén „0G hálózatként” értékesíti, mint „the world largest IoT network”. A nagy lefedettség elérése érdekében a SigFox különböző országokban helyi hálózatüzemeltetőkkel működik együtt, méghozzá nagyon sikeresen. Saját adatai szerint a szabvány Németországban 90 százalékos lefedettséget ér el, és 72 országban érhető el. Néhány nagyvállalat például áruk nyomon követésére használja a technológiát.
Ennek egyik előnye: mivel nem merülnek fel frekvenciaköltségek, az üzemeltetés nagyon kedvező. Ugyanakkor a SigFox az adatátvitelt napi 140 adatküldésre és üzenetenként 12 bájtra korlátozza. Emellett az ügyfeleknek új hardvert kell beszerezniük, ha szolgáltatót váltanak. Végül további lehetséges hátrányok is vannak, amelyekre külön kitérünk.
Független hálózatok az adatcseréhez – Mi az a LoRa?
A LoRa a „Long Range” rövidítése. A technológiát a kaliforniai Semtech fejlesztette ki, elterjesztését pedig a LoRa Alliance végzi, egy nonprofit szervezet, amely mára mintegy 500 vállalatból áll.
Kitekintés – A különbség a LoRa és a LoRaWAN között:
Bár gyakran szinonimaként használják őket, a LoRa és a LoRaWan nem ugyanaz. Az előbbi „csupán” a rádiótechnológiát jelenti, a LoRaWan pedig a teljes hálózati infrastruktúrát. A LoRaWan-hálózat központi elemei a szerverek, a gatewayek és a szenzorok. A szoftver alapmoduljai ingyenesen elérhetők.
A SigFoxhoz hasonlóan a LoRaWan is azoknak a felhasználóknak szól, akik nagy távolságokon keresztül szeretnék hálózatba kapcsolni eszközeiket, és kis adatcsomagokat kívánnak küldeni. Ebben az esetben azonban saját infrastruktúrát kell kiépíteniük, illetve helyi szolgáltatókkal kell együttműködniük. Ezért a szabványt elsősorban térben korlátozott területeken alkalmazzák.
A LoRa egyik lehetséges előnye a magas adatbiztonság. Saját LoRaWan-hálózattal biztosíthatod, hogy a kritikus adatok ne kerüljenek ki. Egy zárt, önálló rendszerrel rendelkezel. Ha az infrastruktúrádat teljes egészében magad építed ki, az üzemeltetésért sem kell fizetned.
Érdekesség: A LoRaWan kapcsán gyakran elhangzik a „nyílt” megnevezés. Ez nem teljesen pontos, mert egy ilyen hálózathoz szükséged van a „Semtech” megfelelő chipjére. Vagyis LoRaWan esetén is függsz egy szolgáltatótól. Ehhez társul egy adott hardvertől való függőség is. Ez általában erősebben érvényesül azoknál az átviteli technológiáknál, amelyek az engedély nélküli frekvenciaspektrumot használják.
Ezekhez az alkalmazásokhoz a Sigfox és a LoRa alkalmas.
Legyen szó NB-IoT-ról, SigFoxról, LoRa-ról vagy LTE-M-ről, minden LPWAN rádiós szabvány más-más alkalmazásokhoz alkalmas.
SigFox alkalmazások
A SigFox egy rendkívül sokoldalú technológia. Többek között az alábbi területeken alkalmazzák:
- Smart City: A SigFox és szenzorok kombinációjának segítségével mérési értékek – például a páratartalomra vagy a hőmérsékletre vonatkozóan – gyűjthetők, és a vízi létesítmények távolról felügyelhetők.
- Közművek: A közműszolgáltatók egyre inkább az úgynevezett Smart Meteringre támaszkodnak. Ez azt jelenti, hogy a mérők a fogyasztási adatokat közvetlenül a szolgáltatóhoz továbbítják. A munkaigényes leolvasás így elmarad. Ezen a területen a SigFox magas biztonsági színvonalával és jó épületátjárhatóságával tűnik ki. Végül is az áramfogyasztási adatok nem kerülhetnek bárki kezébe, és a mérők gyakran a pincében találhatók.
- Smart Farming: A modern mezőgazdaságban is használnak szenzorokat és rádiós szabványokat az adatok mérésére és továbbítására. Ilyen adatok például a talajnedvességre vagy a hőmérsékletre vonatkozó adatok. A gazdálkodók ezen adatok alapján optimalizálhatják a munkafolyamatokat, csökkenthetik a költségeket, és mérsékelhetik a műtrágyák felhasználását. Ebben az összefüggésben Smart Farmingról beszélünk.
- Tracking: Végül a vállalatok a SigFoxot áruk vagy bőröndök nyomon követésére használják. Ugyanakkor ebben az összefüggésben a szabvány csak akkor jó választás, ha bizonyos feltételek teljesülnek. A SigFox így nem teszi lehetővé a valós idejű nyomon követést.
LoRa alkalmazások
Egy LoRaWan-hálózat is alkalmas Smart City célokra, például a következőkhöz:
- Szemetesek töltöttségi szintjének mérése
- CO mérése2-Tartalom, hőmérséklet és páratartalom
- Parkolószenzorok alkalmazása parkolóhely-kereséshez
Nagy épületeken belül a technológia például a WLAN-t egészíti ki. Mivel Low Power Wide Area Networkként rendelkezik a szükséges hatótávolsággal ahhoz, hogy az adatokat a pincétől a 10. emeletig és vissza továbbítsa.
Emellett jó épületátjárhatósággal is kiemelkedik. Ez azt jelenti, hogy a pince és a 10. emelet közötti útvonalon nem zavarják a vastag falak. Ezért a LoRaWan-hálózat akkor is ideális választás, ha egy ipari csarnokban szeretnél adatokat továbbítani.
Szeretnél többet megtudni arról, hogy hol alkalmazzák sikeresen a technológiát? A LoRaWan use case-eket itt találod: LoRa Alliance weboldala.
Fontos: A szabad frekvenciák használata az adatátvitel során ugyan költségelőnyökkel jár. Ugyanakkor jogszabály írja elő, hogy egyetlen eszköz sem terhelheti a frekvenciasávot 1%-nál nagyobb mértékben. Ezért az engedély nélküli frekvenciaspektrumot használó szabványok nem alkalmasak segélyhívó technológiákhoz.
Összefoglaló
Láthatod, hogy a felhasználási esetek tekintetében sok az átfedés a SigFox és a LoRa között. Ennek ellenére a két technológia alapvető szempontokban különbözik egymástól.
Ami a Sigfoxot a LoRa elé helyezi, az elsősorban az a tény, hogy meglévő infrastruktúrára épít. Ugyanakkor ez hátrány is lehet. Különösen akkor, ha vállalatok vagy szervezetek nagyon érzékeny adatokat továbbítanak, egy zárt, önálló LoRaWan-hálózat előnyöket kínál.
NB-IoT, LTE-M: Összehasonlítás más technológiákkal
A LoRa és a SigFox mellett két új LPWAN-szabvány diktálja a tempót a dolgok internetében: a Narrowband-IoT és az LTE-M. Mindkettő a licencelt frekvenciaspektrumot használja, és mindkettőt magas hálózati lefedettség jellemzi. A piacon jelen lévő nagy technológiai vállalatok célzottan ösztönzik a kiépítésüket.
SigFox és LoRa összehasonlítása az NB-IoT-vel
Az NB-IoT, illetve a Narrowband-IoT szabványt a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) fejlesztette ki. Ez világszerte működő szabványosítási testületek együttműködése. A SigFoxhoz és a Lorához hasonlóan a szabványt LPWAN-ként kifejezetten az IoT számára hozták létre.
Az NB-IoT központi jellemzői közé a következők tartoznak:
- Nagy hatótávolság
- Alacsony sávszélesség
- Alacsony energiaigény
- Magas épületátjárhatóság, akár további eszközök, például speciális gateway nélkül is
Ismerős? Valójában az NB-IoT sok tekintetben hasonlít a SigFoxra. Ezt a szabványt is szívesen használják okosváros-hálózatokhoz, töltöttségi szintek kiolvasásához vagy mobil alkalmazásokhoz.
A LoRa, a SigFox és az NB-IoT közötti legfontosabb különbségek a következők:
- Mivel az NB-IoT az LTE-hálózatra épül, kiváló hálózati lefedettséggel tűnik ki. Ez külföldön is érvényes. Ha a Narrowband-IoT egy régióban nem érhető el, sok modul alternatívaként 2G/3G- vagy LTE-M mobilhálózatokra tud átváltani. Ezzel szemben a LoRaWan-hálózatokkal történő roaming nagyon nehéz, a SigFox esetében pedig korlátozottan lehetséges.
- Az átviteli minőség abból is profitál, hogy az NB-IoT licencelt hálózatokat használ.
- Az NB-IoT nagyobb épületátjárhatósággal rendelkezik, mint a Sigfox és a LoRa.
- A Narrowband-IoT energiafogyasztása nagyon alacsony.
Az NB-IoT kis adatmennyiségekre lett tervezve. Ezek azonban elég nagyok ahhoz, hogy például firmware-frissítéseket lehessen végrehajtani egy modulon.
Szeretnél többet megtudni a Narrowband-IoT-ről? Akkor olvasd el a cikkünket. „Narrowband-IoT: A megfelelő GPS-tracker szabvány az e-bike-odhoz?” Ebben részletesen bemutatjuk, mit jelent a Narrowband-IoT, milyen előnyei és hátrányai vannak a technológiának más megoldásokhoz képest, és milyen alkalmazásokhoz alkalmas az NB-IoT technológia.
SigFox és LoRa összehasonlítása az LTE-M-mel
Az LTE-M egy Low Power Wide Area hálózat, amely szintén az LTE-hálózaton alapul.
A következő jellemzőkkel rendelkezik:
- nagy hatótávolság
- jó épületátjárhatóság
- alacsony energiafogyasztás
- alacsony késleltetési idő
- lehetővé teszi közepes méretű adatcsomagok átvitelét is
Im közvetlen összehasonlításban az LTE-M az NB-IoT-hoz hasonló előnyökkel rendelkezik a SigFox és a LoRa technológiákkal szemben. Ehhez még egy további szempont is társul: az eddig említett technológiák közül egyedüliként alkalmas mobil tárgyak valós idejű nyomon követésére. Ennek két tulajdonság az oka:
- Alacsony késleltetés: A valós idejű működés és a magas késleltetés kizárják egymást. Az LTE-M segítségével rögzíthető, hogy egy eszköz egy adott pillanatban hol tartózkodik. Ha SigFoxot vagy NB-IoT-t használsz, együtt kell élned a késésekkel.
- Handover: Az úgynevezett handover akkor lép életbe, amikor a hálózatba kapcsolt eszközök egyik mobilcelláról a másikra váltanak. Az LTE-M ebben az esetben fenntartja a kapcsolatot. Más technológiáknál az eszközöknek minden alkalommal újra be kell jelentkezniük, ami késedelmeket okoz.
Késleltetés: A késleltetés (késleltetési idő) azt az időt írja le, amely egy esemény bekövetkezése és az arra adott látható reakció megjelenése között eltelik.
Handover: Amikor egy mobileszköz úgy vált át egy új rádiócellába, hogy a kapcsolat nem szakad meg, ezt „handovernek” nevezik (angolul: „átadás”)
Ezen feltételek miatt az LTE-M-et szívesen alkalmazzák mobil alkalmazásokhoz, például az ellátási lánc nyomon követéséhez. Emellett az LTE-M-mel hangátvitel is lehetséges. Ezért a szabvány alkalmas segélyhívó rendszerekhez, például felvonókban.
Az egyetlen hátrány a jelenlegi időpontban: az LTE-M hálózati lefedettsége, valamint az NB-IoT esetében is, még nem hasonlítható össze a régebbi, kiépítettebb G2-technológiával. Különösen a vidéki térségekben a felhasználóknak lefedettségi hiányosságokra kell számítaniuk, amelyek a nyomkövetésben negatívan jelentkezhetnek.
Jó tudni: Az engedélyköteles frekvenciasávokra épülő, és nagy távközlési vállalatok által támogatott hálózati technológiáknak van még egy általános előnyük: számos különböző szolgáltatótól szerezhetsz be hozzájuk megfelelő hardvert.
Szeretnél többet megtudni az LTE-M-ről? Akkor olvasd el a cikkünket. „LTE-M – az IoT-technológia új formája“ Az LTE-M az IoT területének egyik kulcstechnológiája. Itt bemutatjuk, miért van ez így, miben különbözik más szabványoktól, és mire különösen alkalmas az LTE-M.
Alkalmas a SigFox és a LoRa az e-bike nyomkövetésre?
A SigFox és a LoRa, illetve a LoRaWan jogosan van jelen, és az alkalmazástól függően valódi alternatívát jelenthet más szabványokkal szemben. Különösen a LoRaWan-t sok piaci szereplő kevésbé tekinti versenytársnak, inkább a licencelt frekvenciasávokat használó szabványok kiegészítéseként.
De mi a helyzet a lopás elleni védelemhez szolgáló nyomkövetéssel? Itt mindkettő csak korlátozottan alkalmas az alábbi hátrányok miatt:
Túl kevés lefedettség: A SigFox ugyan nagyon sok helyen elérhető, és a lefedettség folyamatosan bővül. Hosszú távon azonban ebből a szempontból azok a technológiák vannak előnyben, amelyek a meglévő infrastruktúrát használják. A lopás elleni védelemnél ez a tulajdonság döntő. Hiszen a legjobb GPS-nyomkövető sem ér semmit, ha nem fog jelet.
Zavarérzékenység: A nyílt frekvenciasávokkal működő átviteli technológiák zavarérzékenyebbek, mint azok, amelyek licencelt frekvenciákat használnak.
Késleltetések: Az NB-IoT-hoz hasonlóan a SigFox és a LoRa sem alkalmas arra, hogy valós időben továbbítsa a helyadatokat.
Ez azt jelenti: a SigFox- és LoRaWan-hálózatok használhatók mobil eszközök nyomon követésére, azonban csak akkor, ha a megszakítás nélküli, valós idejű adatátvitel nem döntő fontosságú. Ha rendszeres időközönként szeretnéd tájékoztatni az ügyfeleket arról, hogy például hol van a bőröndjük, a SigFox alternatíva lehet. Ha viszont lehetőséget szeretnél adni nekik egy ellopott kerékpár vagy E-Bike felkutatására, ez a megoldás nem optimális.
Ennek ellenére vannak szolgáltatók, akik a SigFoxot vagy a LoRaWANT lopásvédelemre használják. Mi nem javasoljuk az ilyen rendszert. Végül is létezik egy alternatíva, amely megbízhatóan megmutatja, hogy a járműved éppen most hol tartózkodik.
2G technológia: továbbra is a legjobb szabvány a GPS-alapú nyomkövetéshez lopás elleni védelemként
Ha sem a SigFox, sem a LoRa, illetve a LoRaWan nem alkalmas az e-bike-ok GPS-követésére, akkor mi a megfelelő megoldás?
Jelenleg egy olyan technológiáról van szó, amelyről még nem beszéltünk: a 2G-ről. Ez a szabvány igazi „öreg motoros”, hiszen már a 90-es évek óta létezik. Ennek köszönhetően a hálózati lefedettség terén (még) minden más, az IoT területén használt rádiós technológiát megelőz. Az, hogy 2G-vel csak nagyon kis adatcsomagok továbbíthatók, a járművek GPS-követése szempontjából nem jelent nagy problémát.
Ezért a PowUnity az ő ...-jával/-jével támaszkodik rá GPS-Tracker GPS-nyomkövető e-bike-okhoz 2G-n – a biztonságért és a kompromisszumok nélküli valós idejű nyomkövetésért, valamint a hézagmentes lopásvédelemért.
Következtetés – LoRa és Sigfox
Végső soron 2021-ben nehéz megjósolni, hogy a Semtex LoRa és a SigFox a jövőben milyen szerepet fognak betölteni a dolgok internetében.
Mindkettőnek megvannak az előnyei, az alacsony költségektől kezdve egészen addig a lehetőségig, hogy saját hálózatot lehessen kiépíteni (kritikus) adatok számára. Mindkettőt sikerrel alkalmazzák különböző IoT-alkalmazásokban, az okosvárosoktól a logisztikai ágazatban történő nyomkövetésen át a mezőgazdasági hálózatba kapcsolásig. Részben a sajátos tulajdonságaikkal más Low Power Wide Area Networköket is kiegészítenek. Emellett minden szabványnak megvan a maga lobbija, például a LoRa Alliance, és a maga rajongótábora is.
Ugyanakkor kétségtelenül jelentős hátrányai vannak az NB-IoT-hoz vagy az LTE-M-hez hasonló LPWAN-versenytársakhoz képest. Ezek közé tartozik, hogy a hálózati lefedettség korlátozott, az adatátvitel részben zavarérzékeny, és szolgáltatóváltás esetén a hardvert általában ki kell cserélni.
Für az e-bike-ok nyomon követéséhez lopásvédelem céljából sem a SigFox, sem a LoRa nem jöhet szóba. Ugyanis éppen ezen a területen olyan tényezők döntőek, mint a magas hálózati lefedettség, a valós idejű nyomkövetés és az alacsony késleltetés – legalábbis akkor, ha a visszakövetés során nem akarsz kompromisszumokat kötni. Hogy ez valaha megváltozik-e, kérdéses.
