Wir alle kennen die wichtigsten nicht verkabelten Netzwerke, die Teil unseres täglichen Lebens sind, in der Mobiltelefonie mit 3G / 4G oder mit dem, das sich als inländischer Standard etabliert hat, Wi-Fi.
Diesen traditionellen Netzwerken ist ein sehr komplexes Kommunikationsprotokoll gemeinsam, das eine sehr hohe Datenrate ermöglicht. Mit einer Geschwindigkeit von bis zu 700 Mbit pro Sekunde können Sie Videos in 4K ansehen und täglich große Dateien austauschen. Es ist aber auch mit einem erheblichen Energieverbrauch verbunden: Die drahtlose Konnektivität macht rund 40% des Energieverbrauchs unserer Telefone aus.
Diese Technologien entwickeln sich im Laufe der Jahre weiter und passen sich unseren Bedürfnissen an. So können wir immer mehr Daten austauschen, immer schneller und gleichzeitig unseren Verbrauch kontrollieren.
Neue Netzwerke für die vernetzte Stadt
Gleichzeitig erleben wir die Entstehung vernetzter Städte, in denen immer mehr Alltagsgegenstände auch miteinander kommunizieren können müssen. Anwendungen wie intelligente Zähler, Steuerung und Verwaltung von Parkplätzen, Beleuchtung und Straßenverkehr sind weit verbreitet.Die in diesen Anwendungen gemessenen oder gesteuerten Größen wie Wetterbedingungen, Bodenfeuchtigkeit oder Straßenlaternen zeigen über einen längeren Zeitraum sehr langsame Schwankungen. Um diese Objekte zu verbinden, reicht in den meisten Fällen eine extrem niedrige Datenrate bei sehr seltenem Austausch aus.
Das klare Pflaster ist ein Parkplatzdetektor, der in der Nähe des Amsterdamer Hafens installiert ist. Es sendet eine Nachricht, wenn ein Platz verfügbar wird, und ermöglicht eine bessere Steuerung des Fahrzeugflusses.Eine der größten Herausforderungen besteht auch darin, die Batterielebensdauer der Sensoren zu verlängern, um die Wartungs- und Austauschkosten zu senken.
Laut einer Studie der Firma Gartner aus dem Jahr 2017 werden im Jahr 2020 mehr als 20,4 Milliarden „Objekte“ miteinander verbunden sein. Diese Begeisterung wirft neue Anforderungen an die Konnektivität auf. Verbrauchernetzwerke eignen sich jedoch nicht für Objekte, da sie zu viel Energie verbrauchen und zu teuer sind.
Es ist ein bisschen so, als würde man ein unbegrenztes 4G-Abonnement zum vollen Preis bezahlen, wenn man nur 10 Texte pro Monat senden möchte. Könnte es kein passenderes Paket geben?
Die Entstehung von LPWANs
Unterstützung einer sehr großen Anzahl von langsamen Verbindungen bei minimalem Energieverbrauch, um die Implementierungs- und Verwaltungskosten zu senken: Hier ist das Kunststück, das zur Unterstützung des Ausbaus des Internet der Dinge geleistet werden muss.Die Nachfrage ist so stark, dass viele Hersteller versucht haben, einen neuen Standard durchzusetzen. Es ist das Aufkommen von LPWAN, Low Power Wide Area Network (drahtlose Netzwerke mit geringem Energieverbrauch). Sie bestehen aus verschiedenen Routern, die Nachrichten von umgebenden Sensoren sammeln und die Informationen im Internet erneut übertragen, um auf ihrem Handy oder Computer darauf zuzugreifen.
Sie ermöglichen den Austausch einfacher Daten wie den Zustand eines Schalters, die geografische Position eines Objekts, die Luftfeuchtigkeit eines Lagers oder das Auslösen eines Alarms.
Hier sind die Hauptmerkmale und Erwartungen eines LPWAN-Netzwerks:
Das Thema der Gesetzgebung rund um Funkfrequenzen
Eine weitere Besonderheit dieser Netze ist die Verwendung eines freien Betriebsfrequenzbandes.In der Tat wird die Nutzung unterschiedlicher Funkfrequenzen von nationalen und internationalen Organisationen überwacht, damit alle drahtlosen Systeme koexistieren können, ohne gestört zu werden.
Es ist möglich, bestimmte Frequenzbereiche zu erwerben, um sicher zu sein, der einzige Benutzer auf nationaler oder internationaler Ebene zu sein. Mehrere Millionen Euro werden daher jedes Jahr von sogenannten traditionellen Telefonisten (Orange, SFR, Free usw.) ausgegeben, um ihren Nutzern zu versichern, dass ein Kunde eines konkurrierenden Unternehmens seine Kommunikation nicht stören wird.
Es gibt zwei Frequenzbänder, die als frei nutzbar definiert sind und als ISM (Industrie, Wissenschaft und Medizin) bezeichnet werden: 868 MHz und 2,4 GHz - Frequenz, in der Bluetooth und Wi-Fi arbeiten.
In diesem Zusammenhang tendieren zwei Netzwerke dazu, s 'im Krieg der LPWANs auferlegen. Sie verwenden die ISM-Frequenz 868 MHz, die im Vergleich zu 2,4 GHz einen höheren Bereich bietet.
Dies sind SigFox und LoRa, die beide auf französischen Initiative-Technologien basieren.
