저전력 광역 네트워크 기술(일반적으로 LPWAN이라 불림)은 기기가 작은 데이터 패킷만 전송하면서 광대한 지리적 지역에서 통신할 수 있게 합니다. 기존 와이파이나 셀룰러 솔루션과 달리, LPWAN은 최소한의 전력 소비와 낮은 데이터 레이트가 필요한 IoT 센서와 컨트롤러에 맞춰져 있습니다.
LPWAN의 첫 실용적 구현은 프랑스 기업 Sigfox에서 나왔습니다. 셀룰러 네트워크의 저전력, 저데이터 레이트 기기 공백을 식별한 Sigfox는 새로운 통신 패러다임을 도입해 저렴한 칩셋, 연장된 배터리 수명, 제한된 데이터 전송을 가능하게 했습니다. 이는 기계 간(M2M) 및 IoT 애플리케이션에 필수적입니다.
Sigfox 접근법은 초협대역 전송에 의존합니다: 12바이트 페이로드, 300 보드, 위상 편이 키잉(DBPSK) 또는 가우시안 주파수 편이 키잉(GFSK) 사용. 길고 느린 메시지가 LPWAN을 정의하는 긴 범위를 달성합니다.
오늘날 LPWAN은 더 이상 단일 벤더가 지배하지 않습니다. LoRa Alliance가 LoRa를 도입했습니다. 비면허 스펙트럼에서 작동하는 칩 스프레드 스펙트럼 기술입니다. LoRa 자체는 물리 계층이지만, LoRaWAN(LoRa 위에 구축된 프로토콜)이 네트워크 스택을 제공합니다.
Link Labs 같은 기업들이 LoRa 칩 기반 솔루션을 구축해 LPWAN 생태계를 확장했습니다. 그들의 주력 제품인 심포니 링크(Symphony Link)는 LoRa의 역량을 산업 및 기업 니즈에 맞게 확장합니다.
아래에서 심포니 링크와 LoRaWAN을 비교하고, 심포니 링크의 고급 기능을 강조하며, 많은 고객이 사설 네트워크에 이를 선택하는 이유를 논의합니다.
Symphony Link®는 LoRa의 범위를 산업 및 기업 고객이 요구하는 더 높은 신뢰성과 더 풍부한 기능과 결합한 Link Labs가 개발한 무선 시스템입니다.
LoRaWAN은 주로 유럽에서 모바일 네트워크를 위해 원래 설계된 MAC 계층 프로토콜입니다.
LoRa 심볼 인코딩
OSI 데이터 모델
LoRaWAN의 생태계는 견고하지만, 사설 네트워크에는 몇 가지 한계가 있습니다:
LoRa Alliance가 기술을 지속적으로 개선하지만, 사설 네트워크에는 심포니 링크가 우수한 대안을 제공합니다.
LoRaWAN의 부분 확인 모델과 달리, 심포니 링크의 MAC은 모든 업링크와 다운링크 메시지를 확인해 0% 패킷 오류율을 보장합니다. 산업용 센서와 제어 시스템에 필수적입니다.
심포니 링크는 안전한 OTA 펌웨어 업그레이드를 가능하게 해 시장 출시 시간 단축과 유지보수 비용 절감을 이룹니다.
유럽에서 심포니 링크는 주파수 호핑 리슨-비포-토크(FH-LBT)와 적응형 주파수 민첩성을 사용해 1% 듀티 사이클 제한을 제거합니다. 900MHz 대역에서 기기는 제한 없이 최대 1W까지 전송 가능.
심포니 링크의 동기식 프로토콜은 네트워크 범위를 확장하는 저비용 리피터를 허용하며 지연 시간을 추가하지 않습니다. 광대한 산업 현장에 이상적.
게이트웨이가 QoS 계층을 시행해 중요 알림이 일상적 텔레메트리보다 우선순위를 갖도록 보장.
주어진 유형의 모든 기기가 동일한 호스트 구성을 공유하며, 키 교환은 PKI 기반 Diffie-Hellman AES 시스템이 처리.
각 전송 전 링크 예산 계산으로 최적 신뢰성을 위한 전력과 스프레딩 팩터 동적 조정 가능.
심포니 링크의 PKI 아키텍처는 NSA급 보안을 보장해 스푸핑 방지와 인프라 신원 보장.
게이트웨이가 제어하는 동적 채널 마스크로 충돌 감소. 미국에서 심포니 링크는 LoRaWAN보다 28배, 유럽에서 7배 더 많은 스펙트럼 사용.
비동기 슬로팅과 업링크/다운링크 조정으로 LoRaWAN보다 4배 이상 용량 제공, QoS로 성능 추가 향상.
심포니 링크의 멀티캐스트 세션 키로 그룹 제어 가능. 조명, 알람 시스템, 기타 브로드캐스트 시나리오에 필수적.
심포니 링크 네트워크 운영에 LoRa Alliance NetID 불필요. 연간 회원 비용 제거.
타임싱크 브로드캐스트와 에지 타임스탬핑 같은 추가 기능은 특수 애플리케이션에 이용 가능.
심포니 링크 게이트웨이가 켜지면 먼저 대역을 스캔해 간섭 프로파일을 만듭니다. 그런 다음 다운링크용 500kHz(유럽 125kHz) 채널을 선택하고 약한 LoRa 트래픽이 없는지 확인. 이 채널 선택은 자동이지만 네트워크 매니저 인터페이스로 오버라이드 가능.
2초마다 게이트웨이가 비콘(프레임 헤더)을 전송하며 다음을 포함:
8프레임마다 인포 블록 메시지가 노드에 규제 전력 제한, 게이트웨이 전송 전력, 펌웨어 버전, 리슨-비포-토크 설정을 업데이트. 이 정보로 노드는 각 전송 전 최적 전력과 스프레딩 팩터 계산.
노드는 깨어나 마지막으로 알려진 게이트웨이 주파수에 맞춰 프레임 헤더를 처리한 후 할당된 업링크 슬롯에서 전송. 메시지당 슬롯 수는 페이로드 크기와 노드 QoS 계층에 따라 달라짐. 놓친 슬롯에 대한 재전송은 자동 처리.
리피터는 정상 프레임의 업링크 부분에 자체 비콘, 다운링크, 업링크, 전송 메시지를 삽입해 작동. 네트워크 성능 저하 없이 3dB 추가 범위 제공.
심포니 링크가 독자적으로 지원:
Link Labs는 단순한 온도 프로브부터 복잡한 GPS-가속도계 자산 트래커까지 다양한 솔루션을 엔지니어링했습니다. 무료 데모를 예약해 Symphony Link가 귀사의 LPWA 요구사항(게이트웨이 설정, Symphony Conductor 개발 키트 구성, 통합 단계, 전력 예산, 범위)을 어떻게 충족할 수 있는지 탐색해 보세요.
오늘 연락 주시면 귀사의 구체적인 니즈를 논의해 드리겠습니다.
사물 인터넷 기술
부품 및 소모품 더 씽즈 네트워크(The Things Network) 더 씽즈 우노 (LoRa 개발 보드) 1개 더 씽즈 네트워크 더 씽즈 게이트웨이 1개 맥심 인터그레이티드 MAXREFDES117# 심박수 및 펄스 옥시메트리 모니터 개발 플랫폼 1개 씨드 그로브 온도 센서 1개 점퍼 와이어 (일반) 1세트 DF로봇 그래비티 디지털 푸시 버튼 (옐로우) 1개 씨드 그로브 진동 센서 (SW-420) 1개 부저 1개 LED (일반) 1개 씨드 그로브 온도, 습도, 기압, 가스 센서 (BME680)
첨단 직물 기업 Low & Bonar(영국 런던)가 EconCore(벨기에 루벤)의 열가소성 허니컴 기술 사용 라이선스 계약을 체결했습니다. 독일 하노버 Domotex 전시회(2020년 1월 10~13일)에서 Low & Bonar는 EconCore의 허니컴 기술을 사용한 새로운 바닥재 제품을 출시했습니다. 이 제품은 Colcore Sonic이라 불리며, EconCore의 연속 고량산 생산 공정으로 만든 경량 열가소성 허니컴 샌드위치 패널을 사용합니다. Colcore Sonic은 딱딱한 패널이 아닌 롤 형태로 제공되어 취급, 보관,
