Najpomembnejše o Sigfox in LoRa
- SigFox in LoRa sta omrežji Low Power Wide Area Networks (LPWAN), prenosni tehnologiji z velikim dosegom in nizko porabo energije, ki se uporabljata v okviru IoT-aplikacij. Odlikuje ju uporaba prostih frekvenčnih pasov. Zato je njuna uporaba praviloma ugodna.
- SigFox se od LoRa razlikuje po tem, da temelji na obstoječi infrastrukturi. To je lahko prednost, lahko pa tudi slabost, na primer pri prenosu občutljivih podatkov.
- SigFox in LoRa sta primerna za številne aplikacije pametnih mest, prav tako tudi izbrane rešitve za sledenje. Vendar s tema tehnologijama ni mogoče izvajati sledenja v realnem času ukradenih predmetov, kot so kolesa ali e-kolesa.
Ko govorimo o tehnologijah prenosa v internetu stvari, se poleg LTE-M in NB-IoT pogosto omenjata tudi pojma SigFox in LoRa. Obe tehnologiji LPWAN nista novi, vendar sta drugačni od drugih.
Predvsem pa se od konkurence razlikujejo v eni ključni točki: uporabljajo nelicencirani frekvenčni spekter. To ima prednosti in slabosti.
IoT, LoRa, SigFox: definicije in lastnosti
Kaj pomeni IoT?
O internetu stvari govorimo, ko so naprave ali stroji med seboj tako povezani, da izmenjujejo podatke in deloma na podlagi teh podatkov izvajajo dejanja. Znan primer tega so tehnologije pametnega doma. Tako na primer senzor izmeri temperaturo in pošlje merilne podatke termostatu. Ta nato glede na informacije, ki jih prejme, ogrevanje poveča ali zmanjša.
Korak dlje gre tako imenovano pametno mesto, v katerem je na primer mogoče ulične svetilke upravljati na daljavo. V industriji se stroji povezujejo v omrežje, da se optimizirajo proizvodni procesi. Tudi sledenje mobilnim predmetom z uporabo GPS spada na področje IoT oziroma M2M (Machine2Machine). Že danes ima to pomembno vlogo. Internet stvari pomembno vlogo v številnih sodobnih družbah. V prihodnosti se bo njegov pomen verjetno še povečal.
Da bi ta izmenjava podatkov delovala, je poleg komponent, kot so senzorji, naprave in strežniki, potrebna tehnologija prenosa. Natančneje povedano jih je več.
Želiš izvedeti več o IoT in M2M? Potem preberi naš članek zdaj. »Internet stvari, kolo in GPS-sledenje: prihodnost je povezana!« V njem podrobno pojasnjujemo, kaj pomeni IoT, kako delujejo različne tehnologije za povezovanje in kakšno vlogo ima GPS-sledenje.
Prenosne tehnologije za IoT-aplikacije – kaj imata SigFox in Lora skupnega
SigFox in LoRa sta prenosni tehnologiji, ki se uporabljata v internetu stvari za povezovanje naprav in prenos podatkov. Pogosto ju omenjajo skupaj, ker imata veliko skupnega.
- Obe spadata med nizkoenergijska širokopasovna omrežja (LPWAN). To pomeni, da imata nizko porabo energije in velik doseg, vendar lahko prenašata le majhne količine podatkov. S tem se razlikujeta od Bluetooth, EnOcean ali WLAN, ki se predvsem na področju pametnega doma uporabljajo za povezovanje razsvetljave, ogrevanja ali izdelkov za zabavo na kratkih razdaljah.
- Poleg tega LoRa in Sigfox uporabljata proste frekvenčne pasove. Zanje ni treba plačevati licenčnin in ni stroškov gostovanja. To ne pomeni, da je uporaba vedno brezplačna, odvisno od tega, kdo zagotavlja potrebno infrastrukturo. Vendar je praviloma ugodna.
Poleg teh podobnosti obstaja nekaj razlik.
Dobro je vedeti: Nelicencirani frekvenčni pasovi se razlikujejo glede na regijo. V Evropi se uporabljajo druge frekvence kot v Aziji ali ZDA.
Široko razširjen in vsestranski – kaj je SigFox?
Za SigFoxom stoji istoimensko francosko podjetje, ustanovljeno leta 2009. Svoje »0G-omrežje« ponosno trži kot »the world largest IoT network«. Da bi dosegli visoko pokritost, SigFox sodeluje z lokalnimi omrežnimi operaterji v različnih državah, in to zelo uspešno. Po lastnih navedbah standard v Nemčiji dosega 90-odstotno pokritost in je na voljo v 72 državah. Nekatera velika podjetja tehnologijo uporabljajo na primer za sledenje blagu.
Ena prednost pri tem: ker ni stroškov za frekvence, je obratovanje zelo ugodno. Vendar SigFox omejuje prenos podatkov na 140 prenosov podatkov dnevno in 12 bajtov na sporočilo. Poleg tega morajo stranke ob menjavi ponudnika kupiti novo strojno opremo. Nazadnje obstajajo še druge potencialne slabosti, ki jih bomo obravnavali posebej.
Neodvisna omrežja za izmenjavo podatkov – Kaj je LoRa?
LoRa je kratica za »Long Range«. Tehnologijo je razvilo podjetje Semtech iz Kalifornije, širi pa jo LoRa Alliance, neprofitna organizacija, ki danes združuje približno 500 podjetij.
Ekskurz – Razlika med LoRa in LoRaWAN:
Čeprav se pogosto uporabljata kot sinonima, LoRa in LoRaWan nista isto. Prvo pomeni »zgolj« radijsko tehnologijo, LoRaWan pa predstavlja celotno omrežno infrastrukturo. Osrednji sestavni deli omrežja LoRaWan so strežniki, prehodi in senzorji. Osnovni moduli programske opreme so na voljo brezplačno.
Tako kot SigFox je tudi LoRaWan namenjen uporabnikom, ki želijo povezovati naprave na velike razdalje in pošiljati majhne podatkovne pakete. Vendar morajo v tem primeru vzpostaviti lastno infrastrukturo oziroma sodelovati z lokalnimi ponudniki. Zato se standard prednostno uporablja na prostorsko omejenih območjih.
Ena od potencialnih prednosti LoRa je visoka varnost podatkov. Z lastnim omrežjem LoRaWan lahko zagotoviš, da kritični podatki ne uhajajo navzven. Imaš zaprt, samostojen sistem. Če svojo infrastrukturo v celoti postaviš sam, ti za obratovanje tudi ni treba nič plačevati.
Zanimivo je vedeti: V povezavi z LoRaWan se pogosto uporablja izraz »odprto«. Povsem pravilno to ni, saj za takšno omrežje potrebuješ pripadajoči čip podjetja »Semtech«. Tudi pri LoRaWan si torej odvisen od enega ponudnika. Poleg tega obstaja odvisnost od določene strojne opreme. Ta je pri prenosnih tehnologijah, ki uporabljajo nelicencirani frekvenčni spekter, praviloma bolj izrazita.
Za te aplikacije sta primerna Sigfox in LoRa
Ne glede na to, ali gre za NB-IoT, SigFox, LoRa ali LTE-M, je vsak radijski standard LPWAN primeren za druge aplikacije.
Aplikacije za SigFox
SigFox je zelo vsestranska tehnologija. Uporablja se med drugim na naslednjih področjih:
- Pametno mesto: S pomočjo kombinacije SigFox in senzorjev je mogoče zbirati merilne vrednosti, na primer za zračno vlažnost ali temperaturo, ter na daljavo nadzorovati vodne naprave.
- Oskrba: Oskrbovalna podjetja vse bolj stavijo na tako imenovano pametno merjenje (Smart Metering). To pomeni, da števci podatke o porabi neposredno prenašajo k dobavitelju. Zamudno odčitavanje odpade. Na tem področju SigFox prepriča z visokimi varnostnimi standardi in dobro prebojnostjo skozi stavbe. Navsezadnje podatki o porabi električne energije ne smejo priti v roke vsakomur, števci pa se pogosto nahajajo v kleti.
- Pametno kmetijstvo: Tudi v sodobnem kmetijstvu se uporabljajo senzorji in radijski standardi za merjenje in prenos podatkov. Gre na primer za podatke o vlažnosti tal ali temperaturi. Kmetje lahko na podlagi teh podatkov optimizirajo delovne procese, znižajo stroške in zmanjšajo uporabo gnojil. V tem kontekstu govorimo o pametnem kmetijstvu.
- Sledenje: Navsezadnje podjetja SigFox uporabljajo za sledenje blagu ali kovčkom. Vendar je ta standard v tem kontekstu dobra izbira le, če so izpolnjeni nekateri pogoji. SigFox namreč ne omogoča sledenja v realnem času.
Aplikacije za LoRa
Tudi omrežje LoRaWan je primerno za namene pametnega mesta, na primer za
- Meritve nivoja napolnjenosti smetnjakov
- Merjenje CO2-Vsebnost, temperatura in vlažnost zraka
- Uporaba parkirnih senzorjev za iskanje parkirnega mesta
Znotraj velikih stavb tehnologija na primer dopolnjuje WLAN. Kot omrežje Low Power Wide Area Network namreč zagotavlja potreben doseg za prenos podatkov od kleti do 10. nadstropja in nazaj.
Poleg tega se odlikuje z dobro prebojnostjo skozi stavbe. To pomeni, da je na poti med kletjo in 10. nadstropjem ne motijo debele stene. Zato je omrežje LoRaWan primerno tudi, če želiš prenašati podatke v industrijski hali.
Želiš izvedeti več o tem, kje se tehnologija uspešno uporablja? Use Cases za LoRaWan najdeš na Spletna stran LoRa Alliance.
Pomembno: Uporaba prostih frekvenc pri prenosu podatkov sicer prinaša stroškovne prednosti. Vendar je zakonsko predpisano, da nobena naprava ne sme zasedati več kot 1 % frekvenčnega pasu. Zato standardi, ki uporabljajo nelicencirani frekvenčni spekter, niso primerni za tehnologije za klic v sili.
Povzetek
Kot vidiš, se pri primerih uporabe med SigFox in LoRa pojavlja veliko prekrivanj. Kljub temu se oba v ključnih vidikih razlikujeta.
Kar ima Sigfox pred LoRa, je predvsem dejstvo, da temelji na obstoječi infrastrukturi. Vendar je to lahko tudi slabost. Zlasti kadar podjetja ali organizacije prenašajo zelo občutljive podatke, ima zaprto omrežje LoRaWan prednosti.
NB-IoT, LTE-M: Primerjava z drugimi tehnologijami
Poleg LoRa in SigFox v internetu stvari tempo narekujeta dva nova standarda LPWAN: Narrowband-IoT in LTE-M. Oba uporabljata licencirani frekvenčni spekter in oba odlikuje visoka pokritost omrežja. Velika tehnološka podjetja na trgu njuno širitev ciljano pospešujejo.
SigFox in LoRa v primerjavi z NB-IoT
NB-IoT oziroma Narrowband-IoT je razvilo združenje 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Gre za sodelovanje standardizacijskih organov po vsem svetu. Tako kot SigFox in Lora je bil standard kot LPWAN posebej zasnovan za IoT.
Med osrednje značilnosti NB-IoT sodijo naslednje:
- Visok doseg
- Nizka pasovna širina
- Nizka poraba energije
- Visoka prebojnost v stavbah, tudi brez dodatnih naprav, kot je posebni prehod (gateway)
Se ti zdi znano? Dejansko je NB-IoT v marsičem podoben SigFoxu. Tudi ta standard se pogosto uporablja za omrežja pametnih mest, za odčitavanje nivojev napolnjenosti ali za mobilne aplikacije.
Osrednje razlike med LoRa, SigFox in NB-IoT so naslednje:
- Ker NB-IoT temelji na omrežju LTE, se odlikuje z odlično pokritostjo omrežja. To velja tudi v tujini. Če Narrowband-IoT v določeni regiji ni na voljo, lahko številni moduli kot nadomestno možnost uporabljajo mobilna omrežja 2G/3G ali LTE-M. Roaming z omrežji LoRaWan je v primerjavi s tem zelo zahteven, pri SigFox pa je mogoč le omejeno.
- Kakovost prenosa ima koristi tudi od tega, da NB-IoT uporablja licencirana omrežja.
- NB-IoT ima boljšo prebojnost skozi stavbe kot Sigfox in LoRa.
- Poraba energije pri Narrowband-IoT je zelo nizka.
NB-IoT je zasnovan za majhne količine podatkov. Te pa so kljub temu dovolj velike, da je na primer mogoče izvajati posodobitve vdelane programske opreme na modulu.
Želiš izvedeti več o Narrowband-IoT? Potem preberi naš članek „Narrowband-IoT: pravi standard GPS-sledilnika za tvoje e-kolo?“ V njem podrobno pojasnimo, kaj pomeni Narrowband-IoT, katere prednosti in slabosti ima tehnologija v primerjavi z drugimi ter za katere aplikacije je primerna tehnologija NB-IoT.
SigFox in LoRa v primerjavi z LTE-M
LTE-M je omrežje Low Power Wide Area, ki prav tako temelji na omrežju LTE.
Odlikujejo ga naslednje lastnosti:
- velik doseg
- dobra prebojnost skozi stavbe
- nizka poraba energije
- nizka latenca
- omogoča tudi prenos srednje velikih podatkovnih paketov
V neposredni primerjavi ima LTE-M podobne prednosti pred SigFox in LoRa kot NB-IoT. Poleg tega je tu še en vidik: kot edina doslej omenjena tehnologija je primerna za sledenje mobilnim predmetom v realnem času. To je posledica dveh lastnosti:
- Nizka latenca: Prenos v realnem času in visoke latence se izključujejo. Z LTE-M je mogoče zaznati, kje se naprava nahaja v določenem trenutku. Če uporabljaš SigFox ali NB-IoT, moraš računati z zamudami.
- Handover: Tako imenovani handover se uporablja, ko povezane naprave prehajajo iz ene mobilne celice v drugo. LTE-M v tem primeru ohranja povezavo. Pri drugih tehnologijah se morajo naprave vsakič znova prijaviti v omrežje, kar povzroča zamude.
Latenca: Latenca (zakasnitev) opisuje čas, ki preteče med pojavom dogodka in nastopom vidne reakcije nanj.
Predaja: Ko mobilna končna naprava preklopi v novo radijsko celico, ne da bi se povezava prekinila, govorimo o »handover« (angleško za »predaja«)
Zaradi teh prednosti se LTE-M pogosto uporablja za mobilne aplikacije, na primer za sledenje dobavni verigi. Poleg tega LTE-M omogoča tudi glasovni prenos. Zato je ta standard primeren za sisteme klica v sili, na primer v dvigalih.
Edina pomanjkljivost v tem trenutku: pokritost omrežja LTE-M in tudi NB-IoT še ni primerljiva s starejšo, dobro razširjeno tehnologijo G2. Predvsem na podeželskih območjih morajo uporabniki računati z vrzelmi, ki se lahko negativno odrazijo pri sledenju.
Dobro je vedeti: Omrežne tehnologije, ki temeljijo na licenciranih frekvenčnih pasovih in jih podpirajo velika telekomunikacijska podjetja, imajo še eno splošno prednost: ustrezno strojno opremo lahko dobiš pri številnih različnih ponudnikih.
Želiš izvedeti več o LTE-M? Potem preberi naš članek „LTE-M – nova oblika tehnologije IoT“ LTE-M velja za ključno tehnologijo na področju interneta stvari (IoT). V nadaljevanju pojasnjujemo, zakaj je temu tako, kaj ga razlikuje od drugih standardov in za kaj je LTE-M še posebej primeren.
Ali sta SigFox in LoRa primerna za sledenje e-kolesom?
SigFox in LoRa oziroma LoRaWan imajo svoj smisel in so lahko glede na uporabo prava alternativa drugim standardom. Predvsem LoRaWan številni ponudniki na trgu ne vidijo toliko kot konkurenco, temveč kot dopolnilo standardom z licenciranimi frekvenčnimi pasovi.
Kaj pa sledenje za zaščito pred krajo? Tudi tu sta oba zaradi naslednjih pomanjkljivosti primerna le pogojno:
Premalo pokritosti: SigFox je sicer na voljo na zelo številnih lokacijah, trend pa je naraščajoč. Dolgoročno pa imajo v tem pogledu prednost tehnologije, ki uporabljajo obstoječo infrastrukturo. Za zaščito pred krajo je ta lastnost ključnega pomena. Navsezadnje ti tudi najboljši GPS-sledilnik ne koristi, če ne prejme signala.
Dovzetnost za motnje: Tehnologije prenosa, ki delujejo v odprtih frekvenčnih pasovih, so bolj dovzetne za motnje kot tiste, ki temeljijo na licenciranih frekvencah.
Zakasnitve: Tako kot NB-IoT tudi SigFox in LoRa nista primerna za prenos lokacijskih podatkov v realnem času.
To pomeni: omrežja SigFox in LoRaWan je mogoče uporabiti za sledenje mobilnim napravam, vendar le, če neprekinjen prenos v realnem času ni odločilen. Če želiš strankam v rednih časovnih presledkih sporočati, kje se na primer nahaja njihov kovček, je SigFox lahko alternativa. Če pa jim želiš omogočiti, da izsledijo ukradeno kolo ali e-kolo, ta rešitev ni optimalna.
Kljub temu obstajajo ponudniki, ki za zaščito pred krajo uporabljajo SigFox ali LoRaWan. Takšnega sistema ti odsvetujemo. Navsezadnje obstaja alternativa, ki ti zanesljivo pove, kje se tvoje vozilo nahaja prav zdaj.
2G tehnologija: še vedno najboljši standard za GPS-sledenje kot zaščito pred krajo
Če niti SigFox niti LoRa oziroma LoRaWan niso primerni za GPS-sledenje e-koles, katera je potem prava rešitev?
Trenutno gre za tehnologijo, o kateri še nismo govorili: 2G. Ta standard je pravi »oldie«. Navsezadnje obstaja že od 90. let. Zaradi tega je glede pokritosti omrežja (še) pred vsemi drugimi radijskimi tehnologijami na področju IoT. Da je z 2G mogoče prenašati le zelo majhne podatkovne pakete, pri GPS-sledenju vozil ne igra velike vloge.
Zato PowUnity s svojim GPS-Tracker GPS-sledilnik za e-kolesa na 2G – za varnost in sledenje v realnem času brez kompromisov ter zaščito pred krajo brez vrzeli.
Zaključek – LoRa in Sigfox
Navsezadnje je leta 2021 težko napovedati, kakšno vlogo bosta LoRa podjetja Semtex in SigFox v prihodnje igrala v internetu stvari.
Oba imata prednosti, od nizkih stroškov do možnosti vzpostavitve lastnega omrežja za (kritične) podatke. Oba se uspešno uporabljata za različne IoT-aplikacije, od pametnih mest do sledenja v logistični panogi in povezovanja v kmetijstvu. Delno dopolnjujeta druga omrežja Low Power Wide Area Networks s svojimi specifičnimi lastnostmi. Prav tako ima vsak standard svoj lobi, na primer LoRa Alliance, in svoje privržence.
Vendar pa so v primerjavi s konkurenti LPWAN, kot sta NB-IoT ali LTE-M, brez dvoma prisotne resne slabosti. Mednje sodijo omejena pokritost omrežja, deloma večja dovzetnost prenosa za motnje ter dejstvo, da je treba ob menjavi ponudnika praviloma zamenjati strojno opremo.
Za sledenje e-koles kot zaščito pred krajo ne prideta v poštev niti SigFox niti LoRa. Kajti prav na tem področju so odločilni dejavniki, kot so visoka pokritost omrežja, sledenje v realnem času in nizke zakasnitve – vsaj če pri sledenju ne želiš sklepati kompromisov. Ali se bo to kdaj spremenilo, je vprašljivo.
