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Internet de las cosas: LoRa vs. UNB. Parte 2: negocios

El segundo de una serie de artículos dedicados a describir las principales diferencias entre las tecnologías de radio de largo alcance y baja potencia, que ahora están ganando popularidad en Internet de las cosas: banda ancha LoRa de sistemas de banda estrecha (UNB, banda ultra estrecha) como Sigfox y Strizh, así como su aplicación práctica. .


Hola giktayms

Pido disculpas por el largo silencio. Prometí a muchos presentar esta parte del artículo el 22 de agosto, pero la hermosa ciudad de Almaty me arrastró un poco y luego otros asuntos urgentes. En compensación, prometo después del texto de hoy hablar sobre equipos específicos para redes LoRa / LoRaWAN (nuestras y no solo), así como sobre algunos aspectos técnicos de las redes LPWAN. El último texto debería continuar lógicamente con el primero: se tratará sobre la inmunidad al ruido y sobre el problema de retroalimentación, y sobre las velocidades alcanzables, pero por un lado, muchas de nuestras conferencias estaban interesadas en estos detalles y, por otro, también se prometió el texto de hoy. más para muchos, y retrasarlo aún más es bastante feo. Primero, hablemos un poco sobre negocios.



Entonces vamos. En la primera parte , hablé sobre cómo los protocolos de la competencia para redes IoT de largo alcance son similares y difieren en el nivel físico: LoRa, Strizh, Sigfox y otros.

Pero las diferencias a nivel físico son el conocimiento académico, pero nos preocupa si podemos implementar este o aquel proyecto en un protocolo particular. El cliente no necesita conocer el principio del martillo: necesita colgar una imagen en un clavo.

Y aquí todo se vuelve bastante divertido.

Lo principal que debe comprender acerca de todos estos protocolos es que todos son propietarios, es decir, al menos el nivel físico pertenece a una empresa en particular. Actualmente se está desarrollando un estándar de Weightless abierto (pertenece al grupo de sistemas UNB), pero antes de su implementación práctica todavía no se sabrá cuánto tiempo, y, de hecho, esta implementación en sí misma es en general cuestionable: se están desarrollando muchos estándares, solo unos pocos sobreviven de ellos.

El segundo punto importante: los titulares de patentes generalmente quieren controlar no solo el nivel físico.

En realidad, ¿qué niveles tenemos en general, si consideramos no el modelo OSI, sino el proyecto IoT implementado?

  1. . — , , / , .
  2. . MAC- OSI — .
  3. . , MAC .
  4. .
  5. . , .
  6. . , . , -- , - .

La combinación de todo esto forma una red de recopilación de datos de la generación de Internet de las cosas. Y hablando del grado de apertura de terceros a las tres tecnologías principales presentadas en el mercado de la CEI: LoRa, Strizh, Sigfox, se ve así:



Sigfox , históricamente la primera compañía importante en este mercado, eligió un modelo bastante cerrado para sí mismo. Sigfox necesita comprar estaciones base y concluir un acuerdo con él para implementar una red a la que se proporcionará acceso pago a suscriptores externos. Parte del dinero recibido de los suscriptores bajo este acuerdo irá a Sigfox. Las estaciones base transmiten datos a los servidores de Sigfox, es decir, el canal de comunicación no es físico, por supuesto, sino lógico, y el software de nivel superior también pertenece a Sigfox.

Afortunadamente, Sigfox no usurpó el mercado de chips y dispositivos finales: acordó con Texas Instruments, SiLabs y otros fabricantes para respaldar su red, por lo que si desea fabricar u ordenar algún tipo de dispositivo Sigfox no estándar, este no será un problema fundamental.

Desafortunadamente, el problema puede ser su conexión de red: si en Europa Sigfox logró expandirse, ahora, con el advenimiento de LoRa, su expansión realmente se ha detenido.

" Swift-Telemática”, Explicando la necesidad de esto por el subdesarrollo del mercado, fuimos aún más lejos: en su caso, la vertical de la potencia se llevó a un límite absoluto: la propia empresa produce estaciones base y dispositivos finales, proporciona un servidor de red, incluso prefiere instalar estaciones base en general. A cada dispositivo conectado se le cobra una tarifa mensual. La compañía no fabrica chips por sí sola, usa transceptores Semtech y Axsem listos para usar, sin embargo, produce firmware para ellos, sin los cuales estos chips en la red Strizh son obviamente completamente inútiles.

Este grado de cercanía no solo no permite implementar muchos proyectos en general, sino que incluso cuando la implementación es posible, representa un grave riesgo para el negocio: te encuentras vinculado a un único proveedor para todos los niveles de solución en general. Un paso a la izquierda, un paso a la derecha, un escape, un salto en el lugar, un intento de volar.

Quizás sea posible estar de acuerdo con Strizh-Telematics en algún tipo de concesiones en su política, sin embargo, el sitio web de la compañía no informa directamente nada al respecto.

Finalmente, LoRa . La tecnología LoRa es propiedad de Semtech, un importante fabricante de productos semiconductores. En realidad, con LoRa Semtech decidió hacer lo mismo: ganar dinero con productos semiconductores, dando todo lo demás a los consumidores.

Los chips LoRa para dispositivos finales están disponibles para la venta, la documentación para ellos está abierta, todos pueden hacer dispositivos en ellos. Los chips para estaciones base se venden solo bajo un contrato directo con Semtech, y la documentación para ellos está bajo la NDA, pero los fabricantes de estaciones base ya no están limitados, por lo que este entorno también es competitivo, aunque, debido a la complejidad técnica de la BS, hay menos jugadores que entre dispositivos finales.

Además, una estación base LoRa simple también se puede hacer en chips para dispositivos finales: tendrá limitaciones técnicas, pero no son críticas para muchos proyectos. Sin embargo, sobre esto, en el próximo artículo.

Si desea construir una red celular con múltiples BS, y este es el modelo de negocio principal para todas las redes LPWAN, Semtech sugiere usar el nivel estándar LoRaWAN MAC. Los códigos fuente están disponibles en github , licencia modificada por BSD. Cómo construye una red, qué usa como servidor de red, cómo cobra a los suscriptores y si cobra en absoluto, si les proporciona algún tipo de servicio en la nube o si ofrece usar el suyo propio, depende de usted. Semtech no interfiere con cómo lo resuelves. Si no tiene suficientes calificaciones para resolverlo, puede comunicarse con desarrolladores de dispositivos finales de terceros (por ejemplo, nosotros), operadores de red LoRaWAN (podemos presentar) y desarrolladores de software de alto nivel (muchos en b2b, por ejemplo, usan Azure).

Si necesita una red para toda la empresa, puede prescindir de LoRaWAN construyendo una red en estrella con un radio de cobertura de un par de kilómetros, velocidades fijas del dispositivo y una estación base económica que no requiera un servidor de red o incluso una conexión a Internet para funcionar . Por ejemplo, en la foto al comienzo del artículo hay un BS LoRa de un solo canal de nuestro desarrollo, que cuesta solo 6.500 rublos en la configuración básica.

Fue precisamente esta libertad de elección la que determinó el gran interés en las redes LoRa: diferentes consumidores tienen diferentes necesidades y diferentes modelos de negocios, muchos de los cuales son simplemente imposibles de realizar bajo las severas restricciones de los propietarios de las tecnologías Sigfox o Strizh.

Si divide los proyectos por tipo en términos de topología de red, puede distinguir tres opciones principales:

Redes celulares LPWAN: redes a escala de ciudad

Estas son redes con muchas estaciones base (por ejemplo, se necesitan alrededor de 200 unidades para cubrir Moscú), por regla general, atendidas por el operador de red, que proporciona acceso de bajo costo a los propietarios de dispositivos finales.

Desde un punto de vista técnico, LoRa, Strizh y Sigfox son casi iguales en tales redes: para los tres, el modelo de negocio básico está dirigido específicamente a las redes celulares. Pero desde el punto de vista empresarial, hay un matiz significativo: Semtech (LoRa) no regula el trabajo y la red tarifaria de los operadores de red, lo que teóricamente les permite competir entre sí, así como ofrecer aquellas condiciones que consideran razonables para los suscriptores. Sigfox establece un cronograma arancelario rígido; Swift no publica oficialmente dicho cronograma, pero es obvio que todas las negociaciones arancelarias deberán llevarse a cabo directamente con él.

Sin embargo, la palabra "casi" se usó anteriormente, no por casualidad. Las tecnologías LoRa y UNB son iguales en términos de entrega de datos del suscriptor a la BS. Pero, como se mencionó en el artículo anterior, con la simetría del canal, las tecnologías UNB son bastante malas: la transferencia de datos de la BS al suscriptor es difícil y, a veces, simplemente imposible.

Como resultado, los sistemas UNB se usan solo para tomar datos, por ejemplo, de dispositivos de medición, pero otro gran tema, ASUNO, es decir, el control de alumbrado público, no está disponible para ellos, porque Asume una comunicación precisa efectiva y constante en la dirección del abonado BS →.

Redes locales de topología "estrella"

Si su escala es de unos pocos kilómetros como máximo (por ejemplo, una empresa, un centro de negocios, un pueblo de vacaciones, desarrollo profesional, etc.), lo más probable es que no necesite una red celular con todas sus dificultades de implementación y despliegue. En este caso, será más barato y más conveniente para usted usar la topología en estrella con una estación base que sirve a cien, dos o tres unidades de suscriptor.

Sigfox no permite tal modelo en principio. No incluido en las opciones de licencia. Punto, párrafo.

"Swift" teóricamente lo permite, pero con restricciones comerciales muy significativas. Dado que la tecnología Swift se agudiza para las redes celulares, incluso si coloca una estación base, los datos de la misma irán al servidor de red y a los servicios en la nube de Swift Telematics. Hay información: el sitio web de la empresa no presentó que el servidor de red pueda tener licencia para la instalación local. Como resultado, aunque el modelo de negocio de Strizh en este asunto de repente resulta ser más suave que Sigfox, en la práctica no es tan flexible y conveniente como a muchos clientes les gustaría.

LoRa, como se mencionó anteriormente, no limita ni el modelo de negocio ni el uso de LoRaWAN. Por lo tanto, se puede construir una red local en LoRa para un territorio pequeño y una pequeña cantidad de dispositivos exactamente como lo requiere el cliente, incluida la transferencia completa de esta red a él sin licencias ni deducciones. La estación base en sí misma puede actuar como un servidor de dicha red; por ejemplo, el BS que se muestra al principio del artículo tiene un microordenador incorporado con Linux y puede traducir el tráfico LoRa al protocolo MQTT, que mucha gente entiende.

Redes de topologías específicas

, que incluyen, por ejemplo, redes de retransmisión.

Imagina una línea eléctrica. Por un lado, los ingenieros de energía quieren controlar varios parámetros básicos con una resolución espacial aceptable: tensión del cable (aumenta cuando se congela), voltaje en el cable (disminuye cuando los aborígenes lo cortan), descargas de corona (ocurren en los aisladores cuando se ensucian). Poner sensores no es un problema, pero ¿qué hacer a continuación con los datos de ellos? 3G? Caro, y la cobertura de las redes celulares es, por decirlo suavemente, lejos de todas partes donde pasan las líneas eléctricas. PLC? Con una conexión de línea de alimentación al cable, distancias de decenas a cientos de kilómetros y muchos transmisores. Nadie discutirá esto seriamente.

Mientras tanto, si tenemos un transceptor de bajo costo que funciona en el rango sin licencia con un rango de kilómetros, entonces técnicamente nada debería molestarnos colocando dichos transmisores en los postes de transmisión equipados con sensores y organizar la transmisión de telemetría entre ellos en una cadena. Tener un relé de radio sin licencia barato.

Como puede suponer, solo LoRa le permite hacer tales redes, donde podemos negarnos a usar LoRaWAN y todo lo relacionado con él, y escribir nuestro propio protocolo de transferencia de datos en la parte superior de la capa física de LoRa.

Ni en Sigfox, ni en Strizh, ni en el mundo de los sistemas UNB de banda estrecha en general, las redes de tal topología son técnicamente imposibles.

Unwired Devices 6LoWPAN LoRa, , , . LoRa : , «» LoRaWAN.

Source: https://habr.com/ru/post/es397319/

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