LPWA 네트워크 기술

저전력, 광역(LPWA) 네트워크 무선 커뮤니티의 새로운 사랑입니다. 그러나 정확히 LPWA가 무엇이고 무엇이 그렇지 않은지는 혼란스러울 수 있습니다. 여기에서 이 분야에서 활발히 활동하고 있는 몇 가지 기술과 회사를 살펴보겠습니다.

LPWA 기술의 주요 동인은 셀룰러 비용 없이 IOT 센서를 인터넷에 연결하려는 열망입니다.

일부 사람들의 생각에도 불구하고 LPWA 기술은 다른 기술보다 더 효율적으로 전송한다는 점에서 진정한 "저전력"이 아닙니다. 실제로 LPWA 송신기는 Bluetooth보다 전송하는 데 10배 이상의 전력이 필요합니다. 저전력이라는 이름은 실제로 장치가 시간의 99% 이상을 잠자기 상태로 유지하도록 하는 시스템 아키텍처에서 유래했습니다. 유휴(절전) 전류가 몇 마이크로암페어에 불과할 때 배터리 수명이 수년 동안 가능합니다.

이름의 "광역" 부분은 "높은 링크 예산"으로 더 정확하게 설명될 수 있습니다. 그러나 "낮은 유휴 전류, 높은 링크 예산"에는 동일한 링이 없습니다. LPWA 장치의 큰 링크 마진은 일반적으로 링크의 양쪽 끝에서 수신 감도가 개선된 결과입니다. 이것은 매우 낮은 데이터 속도와 크리에이티브 프로세싱 이득 개선의 산물입니다.

LPWA 기술의 마지막 혁신은 다중 액세스입니다. 이는 많은 장치가 동시에 게이트웨이에 액세스할 수 있음을 의미합니다. 각 기술마다 이를 수행하는 방법이 약간 다릅니다.

따라서 각 기술에 대해 다룰 것입니다.

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높은 수신 감도는 어떻게 얻을 수 있나요?

다중 액세스 방식이란 무엇입니까?

장점은 무엇입니까?

약점은 무엇입니까?

비즈니스 모델이란 무엇입니까?

비즈니스 모델이란 각 기술의 제공자가 어떻게 돈을 벌고 어떻게 시장에 진출하는지를 의미합니다. 일부 회사는 네트워크를 제공하고, 일부는 기술을 판매하며, 일부는 둘 다 수행하기 때문에 이것은 이해하는 것이 중요합니다.

시폭스

Sigfox는 약 7세의 무르익은 나이에 LPWA 공간의 할아버지입니다. 그들은 시장을 만든 선구자였습니다. 그들은 네트워크 제공자(미국)이자 다른 시장의 통신 사업자에 대한 기술 제공자입니다.

우리는 과거에 Sigfox 기술에 대해 여러 번 다루었지만 개요는 다음과 같습니다.

<울>

Sigfox는 FPGA 채널라이저가 있는 대형 기지국을 사용하여 수백 개의 잠재적인 채널에서 낮은 비트레이트 DPSK 전송을 감지합니다.

엔드 노드는 메시지 수신 가능성을 높이기 위해 3가지 다른 주파수로 동일한 메시지를 3번 맹목적으로 전송합니다.

다운링크는 이론적으로 가능하지만 기지국이 송신할 때마다 오프에어(off-air)이므로 트래픽을 놓칠 위험이 증가하기 때문에 매우 제한적입니다.

이 간단한 기술을 통해 다양한 RF 트랜시버 호스트를 사용할 수 있으므로 고객은 여러 공급원을 갖게 됩니다.

전송당 12바이트의 페이로드만 사용할 수 있으므로 사용 사례는 IOT에서 가장 단순해야 합니다.

펌웨어 업데이트나 제어 애플리케이션과 같은 작업은 Sigfox에서는 불가능합니다.

FCC 방송 시간 제한(400ms)으로 인해 Sigfox는 미국에서 약 9dB 더 나쁜 링크 예산을 가지며, 이는 900MHz 대역에서 더 높은 수준의 간섭과 결합될 때 네트워크 성능이 미국은 Sigfox에 대해 유럽만큼 좋지 않습니다.

WAVIOT

<울>

WAVIOT은 Sigfox와 거의 동일한 기술을 사용하는 러시아 회사입니다.

한 가지 차이점은 네트워크가 아니라 기술만 제공한다는 것입니다.

Sigfox와 달리 누구나 WAVIOT 장비를 구입하여 솔루션을 구축할 수 있습니다.

WAVIOT은 FCC/US 기반 애플리케이션의 경우 링크 예산이 Sigfox를 초과할 수 있도록 호핑된 신호를 제공합니다.

WAVIOT 기지국 장비는 모든 DPSK 채널을 구현하는 데 필요한 대형 FPGA로 인해 비용이 많이 듭니다.

로라완

<울>

Link Labs와 마찬가지로 LoRaWAN은 LoRa 물리 계층 기술을 기반으로 하지만 Link Labs의 Symphony Link 프로토콜은 매우 다르며 LoRaWAN이 제공하지 않는 많은 고급 기능을 제공합니다.

LoRa는 Sigfox보다 종단 노드에서 훨씬 더 나은 수신 감도를 제공하므로 링크 예산이 더 균형을 이룹니다.

Sigfox와 마찬가지로 LoRaWAN은 비동기식 Aloha 스타일 액세스이므로 다운링크와 관련된 동일한 제한이 Sigfox와 마찬가지로 LoRaWAN에도 적용됩니다.

여기에서 LoRaWAN에 대한 고려 사항에 대해 자세히 알아보세요.

LoRaWAN의 비즈니스 모델은 LoRa가 Semtech에서 판매되기 때문에 복잡하지만 프로토콜은 LoRa Alliance에서 개발했으며 소수의 네트워크 사업자도 LoRa를 기반으로 하는 통신사 네트워크를 시범 운영하고 있습니다.

통신 사업자 네트워크와 LoRaWAN의 사설 배포는 서로 간섭합니다.

LTE-M1

<울>

이 LTE 카테고리는 LoRaWAN 또는 Sigfox만큼 전력 효율이 높지만 LTE의 정교함과 데이터 속도를 가질 수 있는 기기를 허용합니다. 여기에서 LTE-M1이 기존 셀룰러에 비해 전력 프로필을 개선하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

LTE-M을 사용하면 당연히 통신사에 요금을 지불해야 합니다.

이동통신사 네트워크에서 기기를 인증하는 데 비용이 많이 들 수 있습니다.

LTE-M1 네트워크는 2017년까지 미국에 배포되지 않습니다.

LTE-M 가격은 Sigfox가 제공하는 가격보다 경쟁력이 있을 것입니다(내 생각에).

NB-IOT

<울>

NB-IOT(LTE-M2라고도 함)는 최근에 완성된 또 다른 3GPP 기술입니다.

기술적으로 LTE 프로토콜(예:LTE-M1)의 일부는 아니지만 마스크된 LTE 리소스 블록 또는 보호 대역에 배포할 수 있습니다.

이전 GSM 200kHz 스펙트럼 블록에 맞게 설계되었으며 유럽과 아시아의 많은 사업자가 IOT 기기에 이를 배포할 것입니다.

어떤 면에서 Sigfox는 IOT 기기에 대한 좋은 사업이 있음을 통신 사업자에게 보여줌으로써 NB-IOT를 만들었습니다.

NB-IOT는 LTE-M1보다 약 1년 뒤쳐져 있으므로 네트워크는 2017년 말이나 2018년까지 준비되지 않을 것입니다.

네트워크 사업자 및 기기 인증 비용 지불에 대한 동일한 고려 사항이 적용됩니다.

인제누

<울>

Ingenu는 Onramp Wireless의 브랜드가 변경되었습니다. 자체 2.4GHz DSSS 기술을 보유하고 있으며 이를 통해 네트워크를 배포합니다.

링크 예산이 크지만 엔드포인트의 DSSS 모뎀은 예를 들어 LoRa에 비해 전력 소모가 많습니다.

어떤 면에서는 LTE-M이나 NB-IOT와 같다고 생각하면 됩니다. 그들은 "그냥" IOT 네트워크 제공업체이기 때문입니다. 기술은 네트워크만큼 중요하지 않습니다.

이 문서를 작성하는 현재로서는 소수의 도시에만 배치되어 있습니다.

ATT와 Verizon의 대규모 LTE-M 출시에도 불구하고 그들이 살아남을 수 있을지 지켜보는 것도 재미있을 것입니다.

결론적으로 다양한 LPWA 옵션이 있습니다. 기성 기술을 직접 사용하려면 Symphony Link를 확인하십시오. LTE-M을 제외하고 사용 가능한 가장 진보된 LPWA 기술입니다.

자세히 알아보려면 LPWA 기술에 대한 백서를 다운로드하십시오.