Drahtlose Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite vs. drahtlose Kommunikationstechnologie mit langer Reichweite

Die drahtlose Kommunikationstechnologie hat sich auf dem Markt durchgesetzt, weil sie elektronischen Geräten und Netzwerken Komfort und Flexibilität bietet, und seine Installation erfordert keine teuren Kabel und Leitungen. Das Militär, Industrie, Landwirtschaft, Haushaltsgeräte und viele andere Branchen müssen drahtlose Kommunikationstechnologie verwenden. Und jede Branche erfordert aufgrund ihrer Verwendung und Umgebung unterschiedliche technische Eigenschaften. Sowohl die Kurzstrecken-Drahtloskommunikationstechnologie als auch die Langstrecken-Drahtloskommunikationstechnologie haben ihre eigenen Eigenschaften. Entwickler müssen verschiedene Technologien für ihre Anwendungen auswählen. In diesem Artikel, Wir werden die Unterschiede zwischen der drahtlosen Kurzstrecken-Kommunikationstechnologie und der drahtlosen Langstrecken-Kommunikationstechnologie eingehend diskutieren. Und helfen Ihnen bei der Entscheidung, welche Wireless-Technologien und -Lösungen für Sie die richtigen sind.

Drahtlose Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite

Die drahtlose Kurzstrecken-Kommunikationstechnologie ist ein Netzwerkprotokoll, bei dem entfernte Knoten über sehr kurze Entfernungen verbunden sind. Funkkommunikation mit kurzer Reichweite kann die Leistung minimieren, Volumen, Wärme, und Kosten. Es bietet auch eine Vielzahl von Szenarien, Technologien, und Anforderungen, Damit ist es die ideale Lösung für die gewerbliche Gebäudeautomation, Gewächshauserfassung mit hoher Dichte, und Wohnenergieüberwachung. Die meisten sind in Form von kleinen implementiert, Low-Cost-IC oder komplette Steckmodule. Wir definieren die drahtlose Kurzstrecken-Kommunikationstechnologie als das System, das eine drahtlose Verbindung im Bereich der lokalen Interaktion bereitstellt, und listen sie in mehrere Typen auf, damit Sie sie verstehen können.

12 Arten der drahtlosen Kurzstrecken-Kommunikationstechnologie

• Bluetooth
• Zellular
• W-lan
• Zigbee
• UWB
• UND
• IEEE
• ISM-Band
• Nahfeldkommunikation
• RFID
• 6LowWPAN
• Z- Welle

Bluetooth

Bluetooth ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite, die auf IEEE basiert 802.5.1 Standard, das weniger Strom verbraucht als WLAN. Bluetooth war ursprünglich für die Datenübertragung von einem Personalcomputer zu Peripheriegeräten wie einer Maus bestimmt, Klaviatur, Drucker, Handy, Headset, persönlicher digitaler Assistent, etc. Für diese Art von Anwendungen, Bluetooth wird WPAN genannt(Drahtloses persönliches Netzwerk). Bluetooth verwendet eine sternförmige Netzwerktopologie, die es einem einfachen Netzwerk mit bis zu sieben Geräten ermöglicht, mit einem einzigen Zugriffspunkt zu kommunizieren.

Bluetooth funktioniert im 2.4 Hz-ISM-Band und wird unter Verwendung von Frequenzsprung-Spreizspektrum mit GFSK moduliert, differentielle DQPSK oder (8DPSK. Die gesamte Basisdatenrate beträgt 1mbit/s für GFSK, 2MBit/s für DQPSK, und 3 MBit/s für 8DPSK. Es gibt auch 3 Leistungsstufen 0 dBm (1 mW), 4 dBm (2.5 mW) und 20 dBm (100 mW), die im Wesentlichen die Entfernung bestimmen. Die Standarddistanz beträgt rund zehn Meter bei maximaler Leistung von über 100 Meter, und hat einen klaren Weg.

Das Bluetooth-Modul von MOKOSMART integriert das BLE-Protokoll. BLE ist eine einfache Möglichkeit, Module zu konfigurieren, Zeichnen Sie Daten von etablierten Standortbaken und batteriebetriebenen drahtlosen Sensoren auf. Kommunikationsbereiche sind 300 Fuß oder weniger, und zum Glück verbraucht es wenig Strom, Aus diesem Grund ist es ein gutes sekundäres Protokoll für IoT-Lösungen.

W-lan

Wi-Fi ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite, die auf dem IEEE basiert 802.11 Serienstandard. Es wird häufig in PCS-Laptops und -Desktops verwendet, Smart-TV, Smartphones, Drohnen, intelligente Lautsprecher, Drucker und Autos. Wi-Fi-Bänder haben eine ziemlich hohe Absorption und sind am besten für die Verwendung in Sichtverbindung geeignet. Viele gemeinsame Hindernisse, wie Wände, Haushaltsgeräte, etc., kann die Reichweite stark reduzieren. jedoch, Es hilft auch, Interferenzen zwischen verschiedenen Netzwerken zu reduzieren.

IEEE 802.11a arbeitet bei 5 GHz mit einer maximalen Datenrate von 54 Mbit/s. IEEE 802.11b und IEEE 802.11g arbeiten bei 2,4 GHz mit maximalen Datenübertragungsraten von 11 Mbit/s und 54 Mbit/s, Alpines Skifahren dauerte vom 3. bis zum 5. neun Tage. Zusätzlich, Für die WLAN-Kommunikation stehen verschiedene Funkfrequenzbereiche zur Verfügung :900 MHz, 2.4 GHz, 5 GHz, 5.9 GHz und 60 GHz-Bänder. Jeder Bereich ist in mehrere Kanäle unterteilt. Jedes Land hat seine eigenen Vorschriften zu den erlaubten Kanälen. Auch der ISM-Bandbereich ist weit verbreitet.

Das eingebettete Wi-Fi-Modul ist mit jeder Basisstation in der Nähe kompatibel und hat eine standardmäßige Wi-Fi-Reichweite von bis zu 300 Füße mit hohem Durchsatz. Dies gleicht teilweise die zusätzliche Komplexität der Konfiguration von Wi-Fi und die zusätzlichen Kosten von leistungshungrigen Protokollen aus, Dadurch eignet es sich ideal zum Hinzufügen von Geräten zu einem bestehenden Netzwerk. Stellen Sie einfach sicher, dass Ihr Vorbereitungsplan umfangreiche Ressourcen für die Verwaltung mehrerer Authentifizierungseinstellungen im Laufe der Zeit enthält.

Zigbee

ZigBee ist ein auf IEEE basierendes drahtloses Kommunikationsprotokoll mit kurzer Reichweite 802.15.4. Es wird verwendet, um PANs mit geringem Stromverbrauch und kleinen Digitalfunkgeräten zu erstellen, die billiger sind als andere drahtlose Personal Area Networks (Wpans) wie Bluetooth oder Wi-Fi und kann für die Heimautomatisierung und die Datenerfassung von medizinischen Geräten verwendet werden. Zu den Anwendungen gehören Verkehrsleitsysteme, drahtlose Lichtschalter, Stromzähler mit Hausanzeigen, und andere Geräte, die eine kurze Reichweite erfordern, drahtlose Datenübertragung mit niedriger Rate. in Summe, Zigbee ist ein Low-Power, niedrige Datenrate, kurze Reichweite (das ist, persönlichen Bereich) drahtloses Netzwerk.

Dieser Standard arbeitet in den nicht lizenzierten ISM-Bändern von 2.4 zu 2.4835 GHz(weltweit), 902 zu 928 MHz(USA und Australien), und 868 zu 868.6 MHz(Europa). Das 16 Kanäle werden in der zugeordnet 2.4 GHz-Band und sind 5 MHz auseinander, obwohl jeder Kanal nur 2 MHz Bandbreite verwendet. Das Funkgerät verwendet eine Direktsequenz-Spreizspektrumcodierung. Der digitale Strom schafft dies in den Modulator. BPSK wird im betrieben 868 und 915 MHz-Bänder, und OQPSK wird in der betrieben 2.4 GHz-Band, übertragen 2 Bit pro Symbol.

Die drahtlose Rohdatenrate für die 2.4 GHz-Band beträgt 250 kbit / s pro Kanal, das 915 MHz-Band ist 40kbit/s pro Kanal, und das 868 MHz-Band ist 20kbit/s. Für Innenanwendungen, 2.4 GHz-Übertragungsbereich ist 10-20 Meter.

UWB

Ultra-Breitband (UWB) ist ein von der WiMedia Alliance definierter Standard für Funkkommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite. Es kann einen extrem niedrigen Stromverbrauch verwenden, um Störungen im angegebenen Frequenzband zu vermeiden 3.1 ~ 10.6 GHZ für kurze Reichweite, Kommunikation mit hoher Bandbreite. Die maximale Kommunikationsentfernung beträgt etwa zehn Meter. Bei den meisten Anwendungen, Die Reichweite beträgt weniger als ein paar Meter. Das Frequenzband ist in mehrere 528 MHz breite Kanäle unterteilt. Die Datenrate reicht von 53 Mbit/s bis 480 Mbit/s. Uwb stellt in erster Linie Highspeed-Datenverbindungen für Fernseher bereit, Kameras, Laptops ,etc. Neuere Anwendungen konzentrieren sich auf die Erfassung von Sensordaten, Tracking-Anwendungen, und präzise Positionierung. Im Gegensatz zu Spread-Spektrum, Der Übertragungsmodus von UWB beeinflusst nicht die herkömmliche Schmalband- und Trägerübertragung im selben Frequenzband.

UND

Infrarot-Wireless nimmt eine Niederfrequenz an, Unsichtbare Lichtverbindung statt Funk. Der Hauptwellenlängenbereich ist 850 ~ 940 μm. Der Emitter verwendet eine Infrarotlicht emittierende Diode, Der Empfänger verwendet einen Diodenfotodetektor und einen Verstärker. Lichtwellen werden oft mit hochfrequenten Signalen moduliert, die wiederum für die Übertragung codiert und moduliert werden.

IrDA ist ein separater Standard zur Datenübertragung. Die Infrared Data Association behält ihre Spezifikationen bei. Die Steigerungsrate reicht von 9.6 zu 115.2 kBit/s, einschließlich 4 Mbit / s, 16MBit/s, 96MBit/s, und 512 Mbit/s bis 1 Gbit/s. Neue Maßstäbe für 5 und 10-Gbit/s-Raten sind in der Entwicklung, mit Reichweiten von weniger als einem Meter.

IR hat mehrere entscheidende Vorteile. Zuerst, weil es Licht und keine Radiowellen sind, es ist nicht anfällig für jegliche Form von Funkstörungen. Zweite, sein Signal ist schwer abzufangen oder zu fälschen, es ist also sehr sicher.

Die Infrarotspektroskopie wurde früher häufig in Druckern eingesetzt, Laptops und Kameras. Es wurde weitgehend durch Bluetooth ersetzt, Wi-Fi und andere drahtlose Kommunikationstechnologien mit kurzer Reichweite. Derzeit, Die HF-Fernbedienung wird immer noch häufig in der Verbraucherfernbedienung eingesetzt.

IEEE 802.15.4

IEEE 802.15.4 wurde entwickelt, um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen und drahtlose Sensornetzwerke zu unterstützen. Mehrere drahtlose Standards verwenden die 802.15.4 Standard als PHY/MAC-Basis

Die Norm definiert 3 Grundfrequenz Abstand. Das am häufigsten verwendete Band ist das globale 2.4 GHZ-ISM-Band. Die Grunddatenrate beträgt 250kbit/s. Der andere Bereich ist der 902-928 MHZ-ISM-Band (10 Kanäle) in den Vereinigten Staaten. Die Datenrate beträgt 40 kbit/s oder 250 kbit/s.

Alles 3 Bereiche werden unter Verwendung von DSSS mit BPSK oder versetztem QPSK moduliert. Die minimal definierte Leistungsstufe ist -3 dBm (0.5 mW). 0 dBm ist der weit verbreitete Leistungspegel. EIN 20 Die DBM-Ebene ist für entfernte Anwendungen. Seine typische Reichweite beträgt nicht mehr als zehn Meter.

IEEE 802.22

Das IEEE 802.22 Standard, auch als Wireless Area Network bekannt (URAN) Standard, ist einer der neuesten drahtlosen IEEE-Standards. Es ist für die Verwendung auf ungenutzten Fernsehsendern ohne Lizenz konzipiert, Weißraum genannt. Der Frequenzbereich von 6 MHZ-Kanäle sind von 470 MHz zu 698 MHZ. jedoch, Der Standard wurde nicht allgemein angenommen. White Space Radio verwendet proprietäre Protokolle und drahtlose Standards.

802.22 Radios sollten strenge Anforderungen erfüllen und aufgrund möglicher Interferenzen mit Fernsehsendern ungenutzte Kanäle finden. Funkgeräte verwenden frequenzflexible Schaltungen, um ungenutzte Kanäle zu scannen und auf potenzielle Störsignale zu horchen. Eine Basisstation kommuniziert radial mit mehreren ortsfesten Benutzern, um Internetzugang oder andere Dienste zu erhalten.

Der Standard bietet eine ausreichende spektrale Effizienz, um mehrere Benutzerkanäle mit Download-Geschwindigkeiten von bis zu zu erfüllen 1.5 Mbit/s und Uploadgeschwindigkeiten von 384 kbit / s. Die maximale Datenrate pro 6-MHz-Kanal liegt zwischen 18 und 22 MBit/s. Der größte Vorteil der 22 ist, dass es sowohl VHF- als auch niedrige UHF-Frequenzen verwendet und Verbindungen mit sehr großer Reichweite bereitstellen kann. Mit maximal zulässiger effektiver isotroper Strahlungsleistung (EIRP) von 4 W., eine Reichweite der Basisstation von 100 km (fast 60 mich) ist möglich.

ISM Band

Das am häufigsten verwendete ISM-Frequenzband ist 2.4- auf 2,483 GHz für Wi-Fi, Schnurlose Telefone, Bluetooth, 802.15.4 Radio, etc. Die zweitbeliebteste Band ist die 902-928-MHz-Band.

Andere weit verbreitete ISM-Frequenzen sind 315 MHz für RKE-Anwendungen und Garagentoröffnung,und das 433 MHz ist für die Temperaturfernüberwachung. Andere, weniger verbreitete Frequenzen sind 13.56 MHz, 27 MHz, und 72 MHz.

Die Nahfeldkommunikation

Near Field Communication ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie mit ultrakurzer Reichweite, hauptsächlich für ähnliche Anwendungen und sichere Zahlungstransaktionen. Es hat eine maximale Reichweite von ca 20 cm und einem typischen Verbindungsabstand von 4 zu 5 cm. Diese kurze Distanz erhöht die Verbindungssicherheit, die auch verschlüsselt ist. Viele Smartphones verfügen über NFC-Funktionen, und das Ziel ist die Implementierung eines NFC-Zahlungssystems, bei dem Verbraucher mit ihren Telefonen tippen und bezahlen können.

Der NFC verwendet die ISM-Verwaltungsfrequenz von 13,56 MHz. Bei dieser niedrigeren Frequenz, die Sendeschleifenantenne und die Empfangsschleifenantenne. Die Übertragung erfolgt durch das Magnetfeld des Signals anstelle des begleitenden elektrischen Felds.

NFC wird auch zum Lesen von Tags verwendet. Das Tag ohne Stromversorgung wandelt das HF-Signal in eine Gleichstromversorgung um, die dem Prozessor und dem Speicher anwendungsspezifische Informationen liefert. Viele NFC-Transceiver-Chips können verwendet werden, um neue Anwendungen zu implementieren, und mehrere Standards existieren.

Radiofrequenz-Identifikation

Radiofrequenz-Identifikation (RFID) dient hauptsächlich der Identifizierung, Lokalisieren, Inventar verfolgen und verwalten. Ein Lesegerät in der Nähe sendet ein Hochleistungs-HF-Signal, um das passive Tag mit Strom zu versorgen, und liest dann die im Speicher des Tags gespeicherten Daten.

RFID-Tags sind flach, billig, klein und kann an allem befestigt werden, was identifiziert oder überwacht werden muss. In einigen Anwendungen, Sie haben Strichcodes ersetzt. RFID übernimmt die ISM-Frequenz von 13,56 MHz, es werden aber auch andere Frequenzen verwendet, einschließlich 125 kHz, 134.5 kHz, und Frequenzen im Bereich von 902-928 MHz. Es existieren verschiedene ISO/IEC-Standards.

6 LowWPAN

6LoWPAN bezieht sich auf IPv6-Protokolle in drahtlosen Low-Power-PANs. Entwickelt vom ITEF, Es bietet eine Möglichkeit, IPv4- und IPv6-Internetprotokolle über drahtlose Mesh-Netzwerke mit geringem Stromverbrauch und Peer-to-Peer-Verbindungen zu übertragen. Der RFC4944 ermöglicht auch die Implementierung des IoT auf den kleinsten Remote-Geräten. Dieses Protokoll bietet Kapselungs- und Header-Komprimierungsroutinen für 802.15.4 Radio.

Z – Welle

Z-Wave ist eine drahtlose Mesh-Netzwerktechnologie mit kurzer Reichweite und bis zu 232 Knoten. Der drahtlose Transceiver arbeitet im ISM-Band (908.42 MHz) in den USA und Kanada, verwendet jedoch andere Frequenzen gemäß den nationalen Vorschriften. Modulationsmodus ist GFSK. Datentarife inkl 9600 Bits / SEC und 40 kBit/ SEK. Unter Freiraumbedingungen, die Entfernung kann bis zu sein 30 Meter. Die Reichweite des Eindringens durch die Wand ist viel kürzer. Die Hauptanwendungen von Z-wave sind Thermostate, Türschlösser, Heimautomatisierung, Beleuchtung, Rauchmelder, Sicherheit und andere Haushaltsgeräte.

Vergleich zwischen UWB,Kabellos Eigenschaften,Zigbee, und Bluetooth

Typische Anwendungen der drahtlosen Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite

Wireless ist eine einfache und kostengünstige Ergänzung für fast jedes neue Produkt, und es kann auch die Bequemlichkeit verbessern, Leistung oder Marketing.

Haushalt

Unterhaltungselektronik zu Hause ist vollgepackt mit Wireless. Fast alle Unterhaltungsprodukte haben IR-Fernbedienungen. Energiemessung und Zubehörmonitore,Fernthermometer, kabellose Thermostate, und andere Wettermonitore, Sicherheitssysteme, Garagentoröffner, Smart Parksensor sind auch mit einem drahtlosen Netzwerk verbunden . Fast jede Familie hat eine Wi-Fi-Verbindung.

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Drahtlose Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung, Lichtsteuerung und drahtlose Thermostate sind häufig verwendete kommerzielle Anwendungen. Einige Videoüberwachungskameras verwenden drahtlose anstelle von Koaxialkabeln. Drahtlose Zahlungssysteme für Mobiltelefone versprechen, den Handel zu revolutionieren.

Industrie

Kabelgebundene Verbindungen werden in der Industrie nach und nach durch drahtlose ersetzt. Fernüberwachung des Durchflusses, Feuchtigkeit, Temperatur, und Druck sind übliche Anwendungen. Drahtlose Steuerung von Robotern, industrielle Prozesse und Werkzeugmaschinen fördern den Komfort und steigern die Wirtschaftlichkeit in industriellen Umgebungen. Die M2M-Technologie öffnet die Tür zu vielen Anwendungen wie der Fahrzeugortung (GPS) und Überwachung von Verkaufsautomaten. Das IoT ist größtenteils drahtlos. Die Funkfrequenz-Identifikationstechnologie macht es möglich, fast alles leichter zu verfolgen und zu lokalisieren.

Drahtlose Kommunikationstechnologie mit großer Reichweite

Remote-IoT-Wireless-Technologien bilden die Grundlage von LPWAN. Low-Energy-Endgeräte verbinden sich mit Gateways, die Daten an andere Netzwerkserver und Geräte übertragen. Das Netzwerkgerät wertet die empfangenen Daten aus und steuert das Endgerät. Deshalb, Das Protokoll ist speziell für Low-Power-Geräte konzipiert, reduzierte Betriebskosten und Remote-Fähigkeiten. Es gibt viele LPWAN-Technologien, die unterschiedliche Leistungen bieten, Geschäftsmodelle, und so weiter, um die Anforderungen verschiedener Anwendungen zu erfüllen. Überwachung von Industrieparks, Mart City-Projekte, Smart-City-Projekte, und Remote-Mining oder Bohren sind häufig verwendete Anwendungen.

LoRaWAN

LoRaWAN ist ein CSS (Chirp Spread Spectrum) modulierter Standard, der von SEMTECH entwickelt wurde und bei arbeitet 900 MHz, 868 MHz und 400 MHz. LoRaWAN-Lösungen bieten spezifische Produkte für das Gateway und den Sensor der drahtlosen Kommunikation. Optimiert für kleine Payloads und mehr als tausend Geräte pro Gateway, Es kann für Stromversorgungsvorgänge mit geringer Latenz und Batteriebetrieb mit geringem Stromverbrauch verwendet werden.

Die LoRa-Kommunikation ist einigermaßen widerstandsfähig gegenüber Erkennung und Interferenz, und wird nicht durch Doppler-Bias beeinflusst und kann Hindernisse durchdringen.

LoRa bietet mehrere Parameter, die modifiziert werden können, um den Kompromiss zwischen Reichweite und Datenrate anzupassen (0.3 KBPS~50 KBPS), wie der Spread-Faktor. LoRa ist eine Physical-Layer-Technologie, und LoRaWAN[20] ist ein offenes Protokoll, das von der LoRa Alliance für MAC-Schicht und Netzwerkschicht unterstützt wird. LoRaWAN beschreibt drei Arten von Geräten. Grob gesagt, Klasse A ist ein stark energiebeschränktes Gerät, Klasse B ist ein mäßig energiebeschränktes Gerät, und Klasse C ist ein Always-On-Gerät. Der LoRaWAN-Sensor verbraucht sehr wenig Strom und hat eine Sichtlinie von bis zu 100 km mit 2-Wege-Kommunikation. Typische Non-Line-of-Sicht-Anwendungen können bis zu 20 km. Gateways verbinden mehrere Geräte und werden über eine Cloud-Plattform verwaltet, um skalierbare Skalierbarkeit zu bieten.

Utility-Anwendungen, Inventarverfolgung, Smart Metering, Automobilindustrie, Verkaufsüberwachung ist eine häufig verwendete drahtlose LoRa-Technologie mit großer Reichweite.

Hier sind die verschiedenen technischen Parameter von LoRa:

MOKOSMART bietet LoRaWAN-Module, Gateways, und Endknotengeräte. Wenn Sie die Bereitstellung von Lorawan-Technologie in Betracht ziehen,dann kann unsere End-to-End-Lösung Ihre Option sein.

Sign Fuchs

SigFox ist eine drahtlose Kommunikationstechnologie mit großer Reichweite, die auf Fernzugriffe zugeschnitten ist (30-50 km in ländlichen Gebieten, 3-10 km in städtischen Gebieten), niedrige Datenraten (bis zu 12 Bytes pro Nachricht). 140 Nachrichten pro Endgerät pro Tag, und vorzugsweise Niedrigleistungsoperationen. SigFox verwendet das Sub-GHz-Band und verwendet die BPSK-Modulations-Ultra-Schmalband-Technologie. Das Endgerät mit SigFox-Technologie übermittelt die Daten an die SigFox-Basisstation, der die Daten dann an den Cloud-Server von SigFox weiterleitet. Hier werden die Daten verarbeitet.

SigFox benötigt keine SIM-Karte. Die Anzahl dieser Nachrichten und die Anzahl der pro Tag gesendeten Nachrichten bestimmen den Preis. Standortüberwachung, einfache Mess- und einfache Alarmsysteme sind Anwendungen von Einwegsystemen. Das Signal wird mehrmals an gesendet “dafür sorgen” dass es einige Einschränkungen bei der Nachrichtenübermittlung gibt, wie die kurze Batterielebensdauer von batteriebetriebenen Anwendungen und die fehlende Fähigkeit, sicherzustellen, dass Nachrichten vom Turm empfangen werden.

Hier sind die verschiedenen technischen Parameter von SigFox:

LTE-M

3GPP hat die LTE Machine Type Communication entwickelt (LTE-M) Standard. Lte-m sendet im lizenzierten Subghz-Band, mit Frequenzbereich von 700 zu 900 MHz. Die Uplink- und Downlink-Datenraten betragen etwa 1 MBit/s. Dieser Low-Power-Ansatz kann dazu beitragen, die Lebensdauer batteriebetriebener Endgeräte um bis zu zu verlängern 10 zu 20 Jahre. Lte-m nutzt auch die vorhandene Mobilfunkinfrastruktur, um sie robuster und sicherer für Dienste mit hohen Qualitätsanforderungen zu machen.

jedoch, Ein Nachteil von LTE-M sind die hohen Kosten für die Nutzung lizenzierter Mobilfunknetze. Jedes Endgerät benötigt eine eigene SIM-Karte, was zu erhöhten Wartungs- und Installationskosten führt, sowie Betriebskosten. Außerdem, Das aktuelle Geschäft mit LTE-M-SIM-Karten ist relativ komplex.

Intelligente Messung, Intelligente Städte, intelligente Gebäude, vernetzte Gesundheit, und Automobilverkehr sind Schlüsselanwendungen von LTE-M.

Im Folgenden sind die technischen Parameter von LTE-M aufgeführt:

Schmalband-Internet der Dinge (NB-IoT)

Schmalband-Internet der Dinge (NB-iot), auch bekannt als LTE Cat NB1, ist ein weiteres Derivat des LTE-Standards. Es basiert auf Schmalbandkommunikation und verwendet eine Bandbreite von 180 kHz. Als Ergebnis, Datenraten werden stark reduziert (Über 250 KBPS für Downlink und 20 KBPS für Uplink), was die Implementierung von FotA-Updates mit NB-iot erschwert. Nb-iot verwenden kann 3 verschiedene Modi: Schutzband LTE, Standalone und In-Band. Der In-Band-Modus nutzt das LTE-Frequenzband, das geschützte Frequenzband nutzt den ungenutzten Teil des LTE-Frequenzbands, und das unabhängige Frequenzband verwendet das dedizierte Frequenzband (wie GSM-Frequenzband). Nb-iot unterstützt kein Handoff und kommt für mobile IoT-Anwendungen nicht in Betracht.

5G

5G ist die neueste Innovation in der Mobilfunknetztechnologie, die derzeit entwickelt wird. 5G zielt darauf ab, Ultrahochgeschwindigkeitskommunikation zu ermöglichen, mit beiden Hochfrequenz (z.B., 60 GHz) und Breitband [16]. Es zielt darauf ab, sehr hohe Datenraten bereitzustellen (1-10 Gbit/s). Dies scheint keine bevorzugte Lösung zu sein, wenn Sie energiebeschränkte IoT-Objekte betrachten. Außerdem, Die Technologie ist außerhalb von Testing LABS noch nicht verfügbar. Zur Zeit, 5G zielt auf zwei Dinge ab: mMTC und cMTC im großen Maßstab, die ultrazuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz nutzen (URLLC). Abgesehen von eMTC und NB-iot, Für 5G IoT wurde keine spezifische Lösungsplanung festgelegt.

Kombinierte Lösung: Kurzedistanz + Fern

Sowohl die Fern- als auch die Kurzstreckenkommunikation hat Vor- und Nachteile. So, manchmal, Die beste Lösung ist die Kombination mehrerer verschiedener Anschlussarten. Beispielsweise, in Remote-Umwelt-Fernerkundungsanwendungen, Es ist am besten, eine drahtlose Zigbee-Kommunikationstechnologie für kurze Entfernungen zu verwenden, um einen relativ kleinen Bereich dicht abzudecken, wie eine Bohrinsel, und dann Daten per Fernfunk an ein entferntes Kontrollzentrum zurücksenden. An weniger abgelegenen Orten, Dies könnte auch eine gute Option für die Rückreise sein, wenn Sie ein Mobiltelefon haben. Dasselbe Netzwerk ermöglicht auch ein BLE mit sehr kurzer Reichweite, So können Sensoren direkt von einem lokalen Smartphone aus konfiguriert werden. Die Kombination mehrerer Protokolle schafft die ideale Lösung für das Internet der Dinge.

Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über den Stromverbrauch, Protokoll, und Datenrate.

Auswahlliste für drahtlose Anwendungen

Wie finden wir die beste Lösung? Zuerst, Sie müssen alle Variablen berücksichtigen, einschließlich:

• Angebot: Was ist der maximale und minimale Abstand vom Sender zum Empfänger?? Ist der Abstand variabel oder fest?
• Duplex oder Simplex: Ist die Anwendung unidirektional oder bidirektional? Einwegpfade sind nur für einige Fernsteuerungsanwendungen und Überwachungsanwendungen erforderlich.
• Anzahl der Knoten: Wie viele Sender/Empfänger werden benötigt?? In einem einfacheren System sind nur zwei Knoten erforderlich. Wenn ein Netzwerk von Geräten beteiligt ist, Sie müssen bestimmen, wie viele Sender und Empfänger bereitgestellt werden müssen, und ihre Wechselwirkungen definieren.
• Datenrate: Mit welcher Geschwindigkeit werden Daten übertragen? Niedrige Geschwindigkeit für die Überwachung oder hohe Geschwindigkeit für die Videoübertragung? Die niedrigste Geschwindigkeit ist vorteilhaft, um den Rauschwiderstand und die Zuverlässigkeit der Verbindung zu verbessern.
• Mögliche Störungen: Gibt es andere drahtlose Geräte und Systeme in der Nähe? Oder Lärm von Stromleitungen, Maschinen, und andere Störquellen.
• Umfeld: Ist die Anwendung im Innen- oder Außenbereich? Wenn es draußen ist, Gibt es Barrieren von Strukturen wie Gebäuden, Fahrzeuge, Bäume, etc? Wenn drinnen, Gibt es irgendwelche Objekte, die das Signal blockieren??
• Netzteil: Gibt es eine Wechselstromversorgung? Wenn nein, Batterie verwenden. Durch das Hinzufügen von WLAN wird der Stromverbrauch der Anwendung erheblich erhöht? Ist Energy Harvesting oder Solarenergie möglich? Batteriegröße, Lebensdauer, Ladeanforderungen, Batteriewechselintervalle, und die damit verbundenen Kosten sind ebenfalls wichtige Überlegungen.
• Regulierungsfragen: Einige Wireless-Technologien erfordern eine FCC-Lizenzierung. Die meisten drahtlosen Technologien für Nahbereichsanwendungen sind nicht lizenziert.
• Größe und Raum: Gibt es genug Platz für drahtlose Schaltungen?? Merken, Alle drahtlosen Geräte benötigen Antennen. Während Schaltungen in millimetergroße Chips passen, Antennen können mehr Platz einnehmen.
• Lizenzgebühr: Einige drahtlose Technologien erfordern möglicherweise, dass Benutzer einer Organisation beitreten oder eine Lizenzgebühr zahlen, um die Technologie zu nutzen.
• Sicherheit: Wenn Sicherheit vor Hacking und anderem Missbrauch ein Thema ist, Verschlüsselung und Authentifizierung können erforderlich sein.
• Kapitalrendite: Was kostet das System? Deckt der Return on Investment Ihre Kosten??

Egal welche Funkreichweite Sie benötigen, MOKOSMART kann Ihnen helfen, weiter zu gehen. Für mehr Informationen, Wir empfehlen, sich einen Überblick über die Rolle von IoT-Geräten und unseren Leitfaden zur Auswahl einer Architektur anzusehen.

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