LPWA là gì? Kiến thức cơ bản cần biết về Công nghệ diện rộng công suất thấp
Công nghệ LPWA đã được phát triển cho các sản phẩm IoT cho phép giao tiếp không dây tầm xa với mức tiêu thụ điện năng thấp. Khi công nghệ IoT phát triển, việc tiêu thụ điện năng thấp cho các thiết bị và sản phẩm điện tử ngày càng quan trọng. Hãy cùng Bizfly Cloud khám phá chi tiết hơn về LPWA qua bài viết dưới đây nhé!
LPWA là gì?
LPWA là viết tắt của Low-Power Wide-Area hay Công nghệ diện rộng công suất thấp. Thuật ngữ này xuất hiện vào năm 2013, đây không phải là một tiêu chuẩn công nghệ mới, mà là một loại công nghệ không dây phù hợp với các nhu cầu cụ thể của M2M (Machine to Machine) và các thiết bị IoT. LPWA còn được gọi là LPWAN, trong đó N là viết tắt của Network (mạng).
Phần lớn các thiết bị IoT, đặc biệt là các thiết bị trong thành phố thông minh và các lĩnh vực công nghiệp, không yêu cầu cùng tốc độ và băng thông của các thiết bị di động tiêu dùng. Tuy nhiên, chúng cần tuổi thọ của mạng di động LTE truyền thống.
Công nghệ LPWA đã trở thành lựa chọn ưu tiên cho các ứng dụng IoT vào năm 2015 khi hiệp hội ngành công nghiệp không dây GSMA xác định một loạt các tiêu chuẩn Mạng LPWA (LPWAN) để giúp các nhà khai thác mạng đáp ứng nhu cầu chi phí, phạm vi phủ sóng và tiêu thụ điện năng cụ thể của các ứng dụng IoT.
LPWAN hoạt động với chi phí thấp hơn với hiệu quả sử dụng điện năng cao hơn so với mạng di động truyền thống. Chúng cũng có thể hỗ trợ số lượng thiết bị được kết nối nhiều hơn trên một khu vực rộng lớn hơn.
LPWAN có thể đáp ứng kích thước gói từ 10 đến 1.000 byte ở tốc độ đường lên lên đến 200 Kbps. Tầm xa của LPWAN thay đổi từ 2 km đến 1.000 km, tùy thuộc vào công nghệ.
Hầu hết các LPWAN đều có cấu trúc liên kết hình sao, tương tự như Wi-Fi , mỗi điểm cuối kết nối trực tiếp với các điểm truy cập trung tâm chung.
Tại sao chúng ta cần công nghệ LPWAN?
LPWA được thiết kế đặc biệt để kết nối các thiết bị có yêu cầu băng thông thấp, sử dụng công suất thấp, đồng thời cung cấp phạm vi phủ sóng mạng rộng hơn và sâu hơn. Tiềm năng cho công nghệ LPWA là rất lớn. Hầu hết các thiết bị có thể tồn tại mười năm trong lĩnh vực này mà không cần sạc pin, kết nối xa tới 10km và giá chỉ $10 mỗi thiết bị, với các trang web di động có thể hỗ trợ 10.000 thiết bị.
Các loại LPWAN
- LTE-M: Được coi là một trong những thế hệ đầu tiên của công nghệ không dây LPWA, LTE-M (còn được gọi là LTE-MTC) tận dụng các mạng LTE hiện có để cung cấp kết nối hiệu quả cao trên nhiều băng tần GSM với phạm vi phủ sóng mở rộng trong nhà và ngầm. Do đó, LTE-M làm giảm đáng kể độ phức tạp của thiết bị và nhu cầu về các mô-đun và biến thể.
- NB-IoT: IoT băng hẹp (Narrow bandwithd-IoT) mở rộng chi phí và hiệu quả năng lượng của LTE-M cho các nhóm lớn lên đến 50.000 thiết bị IoT trên mỗi NB-IoT cell. Ngoài ra, NB-IoT tăng khả năng hỗ trợ nhiều kết nối mới, chỉ sử dụng một phần phổ có sẵn. Nó giảm thiểu tiêu thụ điện năng và cho phép tuổi thọ pin hơn mười năm. NB-IoT thâm nhập sâu dưới lòng đất và vào không gian kín, cung cấp vùng phủ sóng trong nhà 20 + dB.
- Sigfox: Hiện tại, Sigfox là một trong những mạng LPWA rộng lớn hơn. Nó sử dụng tần số không được cấp phép trong các băng tần 868 MHz hoặc 902 MHz. Vì nó là một truyền dẫn vô tuyến băng siêu hẹp, nó cung cấp một phạm vi mở rộng với tốc độ truyền dữ liệu thấp. Mỗi bản tin có độ rộng 100 Hz với tốc độ truyền 100 hoặc 600 bit mỗi giây. Giao tiếp với thiết bị bị hạn chế, đây là một bất lợi cho giao tiếp hai chiều.
- LoRa: LoRaWAN ™ là một tiêu chuẩn công nghệ LPWAN nhắm mục tiêu rõ ràng vào các thiết bị chạy bằng pin. LoRa cho phép khả năng tương tác dễ dàng giữa các giải pháp IoT mà không cần cài đặt cục bộ phức tạp. Vì thiết bị LoRa hoạt động mà không cần SIM hoặc MIM để mã hóa và xác thực ID, chúng yêu cầu một lớp bảo mật kỹ thuật số bổ sung.
- Weightless SIG: Weightless là một tiêu chuẩn mở, ít thương mại, hoạt động trong phổ không cấp phép, độc lập với các nhà khai thác mạng và nhà cung cấp phần cứng. Weightless-W sử dụng phổ tần không được cấp phép giữa các tần số của các đài truyền hình. Weightless-N sử dụng giao thức băng hẹp không được cấp phép và Weightless-P sử dụng phạm vi băng hẹp 12,5 kHz. SIG không trọng lượng cung cấp thông tin liên lạc hai chiều.
- Ingenu: Với phạm vi từ 3 đến 6,5 dặm, Ingenu có công nghệ Đa truy cập theo pha ngẫu nhiên (RPMA). Công nghệ này hoạt động ở dải tần 2,4 GHz. Mặc dù nó có thể được sử dụng ở nhiều quốc gia khác nhau, nhưng nó dễ bị nhiễu từ các thiết bị khác sử dụng cùng phổ tần, chẳng hạn như Bluetooth hoặc WiFi.
Là một công nghệ khá mới, LPWAN liên tục thay đổi và đang trưởng thành. Công nghệ LPWA mở khóa tiềm năng của IoT và mở ra các trường hợp sử dụng IoT mới mà các công nghệ không dây khác không thể cung cấp.
