So sánh đặc điểm của 6 công nghệ không dây

Một loại giao thức không dây LPWAN là các công nghệ như LoRa và SigFox hoạt động trong phổ không được cấp phép.

Các loại giao thức không dây LPWAN khác là công nghệ truyền thông di động 2G / 3G / 4G hoạt động trong phổ tần được cấp phép và được hỗ trợ bởi 3GPP, chẳng hạn như EC-GSM, LTE Cat-m, NB-IoT, v.v.

Các dịch vụ giá cao chủ yếu sử dụng công nghệ 3G và 4G; các dịch vụ tốc độ trung bình chủ yếu sử dụng công nghệ GPRS.

Các dịch vụ giá rẻ chưa có công nghệ di động tốt để đáp ứng, đồng thời có rất nhiều kịch bản ứng dụng phong phú và đa dạng, trong nhiều trường hợp chỉ có thể hỗ trợ miễn cưỡng bằng công nghệ GPRS.

Các giao thức không dây cho phép các thiết bị thiết lập kết nối mạng và giao tiếp với nhau mà không cần đến cáp có dây, và bài viết này sẽ trình bày chi tiết các đặc điểm của từng giao thức trong số năm giao thức không dây Giao thức IEEE.

Các loại mạng không dây khác nhau hỗ trợ các thiết bị giao tiếp với nhau hoặc với web (mạng TCP / IP) mà không cần dây cáp.

Một loạt các công nghệ không dây khác nhau Các giao thức không dây hiện đang được sử dụng trong các sản phẩm phần cứng cho Internet vạn vật (IoT) và truyền thông giữa máy với máy (M2M).

Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) có bảy Nhóm Công tác Kỹ thuật 802.15. Các tổ chức IEEE này thiết lập các tiêu chuẩn cho các loại công nghệ không dây phổ biến cho mạng cục bộ cá nhân.

Các nhóm tác vụ 802.15 này bao gồm WPAN / Bluetooth, Cùng tồn tại, WPAN Tỷ lệ cao, WPAN Tỷ lệ thấp, mạng lưới, mạng vùng cơ thể và truyền thông ánh sáng nhìn thấy.

Mỗi giao thức không dây IEEE có những lợi ích và hạn chế riêng. Tiếp tục đầu tư vào phát triển đã làm tăng giá trị và tiềm năng cho việc áp dụng các giao thức không dây này.

LoRa là viết tắt của Long Range và thuộc nhóm công nghệ truyền thông không dây thường có đặc điểm là tầm xa và tiêu thụ điện năng thấp. Tỷ lệ tương đối thấp và có thể được coi là thực hiện lớp vật lý trong truyền thông mạng. Sản phẩm tương ứng của LoRa là chip thu phát, chủ yếu xử lý các luồng dữ liệu nhị phân.

LoRaWAN là tập hợp các tiêu chuẩn giao thức không dây dựa trên lớp MAC nằm trên công nghệ truyền dẫn lớp vật lý LoRa, tương ứng với lớp liên kết dữ liệu (MAC layer) trong mô hình bảy lớp OSI. LoRaWAN loại bỏ tính không tương thích của phần cứng cụ thể và cũng nhận ra khả năng truy cập đa kênh, chuyển đổi tần số, tốc độ thích ứng, quản lý kênh, bộ thu phát thời gian, xác thực truy cập nút và mã hóa dữ liệu, chuyển vùng và các tính năng khác.

Các mô-đun LoRa phổ biến trên thị trường thường thực hiện giao tiếp lớp vật lý. Để triển khai chức năng LoRaWAN, bạn cần sử dụng phần mềm để triển khai các giao thức không dây LoRaWAN và để triển khai chức năng giao tiếp mạng, bạn cũng cần có cổng.

LoRa là một trong những công nghệ truyền thông LPWAN và là giải pháp truyền dẫn không dây tầm siêu xa dựa trên công nghệ trải phổ được Semtech tại Mỹ áp dụng và quảng bá.

Giải pháp này thay đổi sự thỏa hiệp trước đây giữa khoảng cách truyền dẫn và mức tiêu thụ điện năng, cung cấp cho người dùng một hệ thống đơn giản cho phép sử dụng phạm vi dài, tuổi thọ pin dài, dung lượng cao và do đó mở rộng mạng lưới cảm biến. Hiện tại, LoRa hoạt động chủ yếu ở các dải tần số tự do toàn cầu 169 MHz, 315 MHz, Châu Á 433 MHz, EU868 MHz, US915 MHz.

Công nghệ LoRa có các đặc điểm tầm xa, tiêu thụ điện năng thấp (thời lượng pin dài), đa nút và chi phí thấp.

Internet vạn vật băng hẹp (NB-IoT) là một nhánh quan trọng của Internet vạn vật.

Được xây dựng trên mạng di động, NB-IoT chỉ tiêu thụ khoảng 180 kHz băng thông và có thể được triển khai trực tiếp trên mạng GSM, UMTS hoặc LTE để giảm chi phí triển khai và cho phép nâng cấp trơn tru.

NB-IoT là một công nghệ mới nổi trong không gian IoT hỗ trợ kết nối dữ liệu di động cho các thiết bị công suất thấp qua mạng diện rộng (LPWAN).

NB-IoT hỗ trợ kết nối hiệu quả cho các thiết bị có thời gian chờ lâu và yêu cầu kết nối mạng cao. Người ta nói rằng tuổi thọ pin của các thiết bị NB-IoT có thể được tăng lên ít nhất 10 năm, trong khi vẫn cung cấp phạm vi phủ sóng rất toàn diện của các kết nối dữ liệu di động trong nhà.

Là một công nghệ tiêu chuẩn mới, NB-IoT đang chịu áp lực cạnh tranh từ các công nghệ Sigfox và LoRa (chuỗi ngành trưởng thành hơn và được áp dụng thương mại sớm hơn).

Tuy nhiên, Sigfox và LoRa thuộc băng tần không được cấp phép và không được các nhà mạng cũng như nhà cung cấp thiết bị ưa chuộng.

Mặc dù thị trường NB-IoT đầy hứa hẹn, nhưng cũng có một cuộc chiến về giá đằng sau sức nóng. Chi phí của NB-IoT cực kỳ thấp và sẽ giảm xuống còn 1 đô la Mỹ với các ứng dụng quy mô lớn, trong khi chi phí của một mô-đun kết nối duy nhất hiện đang bị kẹt ở mức 5 đô la Mỹ.

Giá của chip cho Bluetooth, Thread và ZigBee là khoảng US $ 2 và giá của chip chỉ hỗ trợ một trong các tiêu chuẩn này là dưới US $ 1. Khoảng cách giá này khiến các doanh nghiệp nghĩ đến NB-IoT khi họ phải xem xét vấn đề lợi thế chi phí, và mặc dù các nhà khai thác đang tích cực thúc đẩy nó, vẫn còn một chặng đường dài trước khi công nghệ này thực sự được sản xuất.

LPWAN là tổ chức phát triển nhanh nhất về công nghệ không dây hiện nay và ZigBee là một tiêu chuẩn mở, toàn cầu được thiết kế cho mạng M2M.

Công nghệ cung cấp chi phí thấp và tiêu thụ điện năng thấp, làm cho nó trở thành một giải pháp lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp. Các giao thức không dây ZigBee cung cấp mã hóa AES 128-bit.

Ngoài ra, công nghệ này còn hỗ trợ mạng Mesh, cho phép các nút mạng được kết nối với nhau qua nhiều đường dẫn.

Kịch bản ứng dụng phổ biến nhất cho các giao thức không dây ZigBee là trong lĩnh vực thiết bị nhà thông minh. Khả năng kết nối nhiều thiết bị với nhau cùng lúc của công nghệ khiến nó trở nên lý tưởng cho môi trường mạng gia đình, cho phép người dùng giao tiếp giữa các thiết bị như khóa thông minh, đèn, rô bốt và bộ điều nhiệt.

Liên minh ZigBee gần đây đã tiêu chuẩn hóa công nghệ này với hy vọng kết nối sẽ tương thích và phổ cập hơn.

Hiện tại, tất cả các thiết bị ZigBee không thể giao tiếp trực tiếp với các thiết bị ZigBee khác từ các nhà sản xuất khác nhau. Người ta hy vọng rằng sự phát triển của tiêu chuẩn hóa sẽ khắc phục vấn đề này và dẫn đến việc các thiết bị này cung cấp chức năng đồng nhất cho người dùng cuối.

WiFi sử dụng sóng vô tuyến (RF) để cho phép hai thiết bị giao tiếp với nhau. Công nghệ này thường được sử dụng để kết nối các thiết bị như máy tính, máy tính bảng và điện thoại di động với bộ định tuyến để truy cập Internet.

Nó có thể được sử dụng để kết nối hầu như bất kỳ hai thiết bị phần cứng nào. WiFi là mạng không dây cục bộ do IEEE phát triển chạy trên các tiêu chuẩn 802.11.

Các giao thức WiFi có thể sử dụng cả băng tần UHF ISM 2.4GHz toàn cầu và băng tần vô tuyến SHF ISM 5GHz.

Liên minh WiFi chứng nhận một số sản phẩm và cho phép chúng được đánh dấu là “Được chứng nhận Wi-Fi”. Để nhận được chỉ định này, các sản phẩm phải vượt qua các bài kiểm tra chứng nhận khả năng tương tác của Alliance.

Các giao thức không dây 802.11b, 802.11g và 802.11n hoạt động ở băng tần ISM 2.4GHz. Băng tần này dễ bị nhiễu từ một số thiết bị Bluetooth cũng như một số lò vi sóng và điện thoại di động.

Các thiết bị hoạt động trên cả hai băng tần này có thể hoạt động ở Hoa Kỳ mà không cần giấy phép FCC nhưng vẫn yêu cầu chứng nhận FCC Part 15. Sáu kênh đầu tiên của mỗi kênh được coi là một phần của băng tần riêng.

Bluetooth và Bluetooth Năng lượng thấp (BLE) là công nghệ giao thức không dây được sử dụng để truyền dữ liệu trong khoảng cách ngắn. Công nghệ này thường được sử dụng cho các thiết bị nhỏ có thể kết nối với điện thoại di động và máy tính bảng của người dùng. Ví dụ, công nghệ này chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống thoại khác nhau.

Bluetooth năng lượng thấp kém hơn các giao thức không dây Bluetooth tiêu chuẩn và được sử dụng trong các thiết bị theo dõi thể dục, đồng hồ thông minh hoặc phần cứng nhỏ khác kết nối các thiết bị để truyền dữ liệu không dây mà không ảnh hưởng đáng kể đến năng lượng pin trong điện thoại của người dùng.

BLE chỉ mới bắt đầu được sử dụng rộng rãi gần đây. Công nghệ này ban đầu được giới thiệu bởi nhà sản xuất điện thoại thông minh Nokia vào năm 2006 nhưng không trở thành một phần của tiêu chuẩn Bluetooth cho đến năm 2010.

Ngày nay, BLE được gọi là Bluetooth thông minh và được hỗ trợ bởi hầu hết các nhà sản xuất điện thoại thông minh và máy tính, cũng như hầu hết các hệ điều hành chính bao gồm Windows 8, OS X, Linux, Windows Phone, Android và iOS.

Bluetooth sử dụng sóng vô tuyến UHF để truyền dữ liệu. Công nghệ này ban đầu được tiêu chuẩn hóa với tên gọi IEEE 802.15.1, nhưng ngày nay IEEE không còn duy trì tiêu chuẩn cụ thể đó nữa.

Các công ty sử dụng Bluetooth thường là một phần của Nhóm lợi ích đặc biệt Bluetooth (SIG). SIG hiện có hơn 20.000 thành viên và phải chứng nhận sản phẩm trước khi chúng có thể được tiếp thị dưới dạng thiết bị Bluetooth cho người tiêu dùng hoặc doanh nghiệp.

Chứng nhận này giúp đảm bảo rằng tất cả các thiết bị Bluetooth hoạt động theo cách được tiêu chuẩn hóa và cung cấp chức năng sản phẩm tương tự cho người tiêu dùng.