Jedna ze základních podstat internetu věcí je připojování fyzických produktů do internetu. Cest jak tohoto lze docílit je dnes celá řada. Některé způsoby ale staví do cesty často komplikované překážky - například v případě Ethernet (LAN) spojení musíte kromě kabeláže a napájení zajistit provisioning do sítě (IP adresa, brána, maska, atd.).
V případě WiFi sice odpadne nutnost kabeláže, ale stále potřebujete vyřešit připojení do sítě a navíc získat a do zařízení nastavit WiFi konfiguraci. V případě WiFi na napájení z baterií ve většině případů můžete zapomenout. Nezřídka IoT produkty postavené na WiFi technologii narážejí na problémy se spolehlivostí (rušení v pásmu 2.4 / 5 GHz) a kompatibilitou s celou řadou síťových routerů různé kvality.
GPRS je na konci životnosti
Situace se výrazně zlepšila s příchodem a následně neustálým zlevňováním přenosových technologií provozovanými mobilními operátory. Přelomovou, a ve světě M2M stále dominantní, technologií je GPRS.
Integrací 2G modemu a SIM karty do zařízení vyřešíte problém s nutností nastavení připojení zařízení do místní sítě - zařízení je schopné spolehlivě pracovat na většině míst a pro některé aplikace dokonce můžete uvažovat bateriové napájení. Nicméně energetická efektivita pro tzv. low-power (nízkoenergetická) zařízení, které mají spolehlivě pracovat na baterii několik let nenabízí GPRS optimální poměr spotřebované energie na množství přenesených dat.
V neposlední řadě začíná sítím 2G (a tedy GPRS komunikaci) zvonit hrana - někteří operátoři již přistoupili k vypnutí a nebo učinili časově omezený závazek, do kdy plánují garantovat provoz 2G sítě. Ačkoliv nenastane náhlá změna, je nutné se na tuto situaci připravit a obecně nedoporučujeme design nových aplikací postavených na této technologii.
LPWAN jsou vhodnější
Jaká je tedy alternativa? V posledních letech na trhu rezonuje skupina rádiových přenosových technologií pod souhrnným názvem LPWAN - Low Power Wide Area Network.
Jedná se o sítě, které umožňují přenos dat na dlouhé vzdálenosti s vysokou spolehlivostí, vysokou energetickou účinností a jsou navrženy právě s ohledem na bateriová zařízení. Nejsou vhodná pro přenos velkých objemů dat - většinou se pohybujeme v řádu desítek kilobajtů až nižších jednotek megabajtů za měsíc. To je rozpětí víc než dostatečné pro drtivou většinu IoT aplikací - tedy senzorů.
LPWAN sítě typicky pracují na rádiové frekvenci 800-900 MHz. Nižší frekvence má hned několik výhod - nižší energetická náročnost, lepší dosah a snazší prostup signálu překážkami. Nicméně snižování frekvence má své praktické limity ve velikosti antény (čím nižší frekvencí, tím větší je délka vlny a tedy je potřebná větší anténa).
LPWAN technologie: NB-IoT, LoRaWAN a Sigfox
Dnes existuje celá řada LPWAN sítí, ale typicky se bavíme o 3 hlavních představitelích: NB-IoT, LoRaWAN a Sigfox. Tyto si postupně představíme v dalších článcích. Nelze obecně v žádném případě deklarovat která síť je nejlepší, protože každá má své uplatnění, výhody a omezení.
My vnímáme rozvoj LPWAN sítí jako obrovskou příležitost a zlomovou technologii pro nasazování IoT aplikací - a to jak v průmyslové oblasti (IIoT - Industrial Internet of Things), tak ve spotřebním sektoru (CIoT - Consumer Internet of Things).
TIP: Pusťte si záznam webináře o LPWAN.
Právě z tohoto důvodu se v HARDWARIO soustředíme na aplikace, které jsou s LPWAN spojené a jsme lídři v tomto oboru. Na technologiích NB-IoT, Sigfox a LoRaWAN stavíme zákaznické aplikace i vlastní produkty - naší vlajkovou lodí v této oblasti je víceúčelových IoT hub CHESTER. Pro rychlé ověřování konceptů lze použít naši open-source IoT stavebnici.
Pavel Hübner
