Что такое невесомость?

Что такое невесомость?

Weightless - один из многих жизнеспособных игроков в области маломощных глобальных сетей (LPWAN). Специальная группа по невесомости (SIG) предлагает три разных протокола - Weightless-N, Weightless-W и Weightless-P, которые поддерживают разные методы и варианты использования. Ниже мы представим и обсудим каждый из этих протоколов, рассмотрим несколько преимуществ и соображений, а также рассмотрим некоторые различия и сходства между Weightless и его конкурентами в пространстве LPWAN.

Стандарты невесомости

Стандарт невесомости

Этот открытый стандарт Weightless-W разработан для работы в спектре белого пространства ТВ (TVWS). Weightless-W является ответвлением того, что Neul пытался разработать до того, как они были приобретены Huawei. Использование TVWS теоретически привлекательно, потому что оно позволяет использовать хороший спектр сверхвысоких частот (UHF), который не используется в других случаях. Однако на практике это бывает довольно сложно. Во-первых, правила и нормы использования TVWS для Интернета вещей различаются, и он доступен не везде. Кроме того, конечные узлы обычно проектируются для работы только в небольшой части спектра, и просто невозможно построить небольшую антенну, которая может работать в диапазоне от 400 до 800 МГц. В одном городе у вас может быть доступен канал на 500 МГц, в то время как в другом вам может быть доступен канал на 700 МГц, и радиочастотная система не может адаптироваться для работы с обоими из них (антенны, внешние интерфейсы и т. Д.). Таким образом, TVWS звучит хорошо в теории, но может оказаться недостаточным в применении.

Помимо TVWS, группа Weightless использует много довольно сложной модуляции для стандарта Weightless-W, включая квадратурную амплитудную модуляцию (QAM), с кодами расширения, которые позволяют использовать широкий диапазон бюджетов каналов. Вместе эти модуляции обеспечивают интересный уровень обслуживания с действительно высокими скоростями передачи данных, что делает его очень интересным стандартом.

Weightless-W идеально подходит для использования в интеллектуальном нефтегазовом секторе, потому что там, вероятно, есть TVWS.

Стандарт невесомости

Weightless-N - это сверхузкополосная система, очень похожая на SigFox. Вы можете думать об этом как о версии SigFox на основе LoRa Alliance. Вместо того, чтобы быть законченной комплексной закрытой системой, она состоит из сети партнеров. Он использует тот же тип модуляции - дифференциальный BPSK - в узких частотных каналах и предназначен для данных датчиков восходящей линии связи.

Nwave - разработчик оборудования и программного обеспечения для Интернета вещей - является драйвером линейки Weightless-N. Некоторыми из недостатков Nwave по сравнению, например, с системой на основе LoRa, являются требования к кварцевому генератору с температурной компенсацией (TCXO) и относительно несбалансированный бюджет канала. Это может быть проблематично, потому что чувствительность к базовой станции намного выше, чем к конечному узлу. Эти типы систем обычно должны полагаться на более простое сообщение нисходящей линии связи FSK.

Weightless-N идеально подходит для сенсорных сетей, считывания показаний температуры, контроля уровня в резервуаре, измерения и т. Д.

Стандарт Weightless-P

Weightless-P, запуск которого ожидается в начале 2016 года, является новейшей технологией Weightless-P. Он предлагает двусторонние функции и уровни качества обслуживания, что, на наш взгляд, очень важно. С точки зрения базовой технологии, канал 12,5 кГц является относительно узкополосным. В Weightless используется гауссовская манипуляция с минимальным сдвигом (GMSK), которая является более стандартной модуляцией, и квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), которая является гораздо более продвинутой. В отличие от Weightless-N и -W, Weightless-P не требует TCXO из-за более широкого диапазона MSK.

ubiik - компания, занимающаяся промышленными технологиями Интернета вещей - стала лидером в разработке Weightless-P. Радиус действия Weightless-P в настоящее время составляет примерно два километра, и, в отличие от Weightless-N, он, вероятно, не подойдет для глобальных сетей. Это связано с тем, что чувствительность приемника канала с минимальной манипуляцией (MSK) 12 кГц не будет даже близкой к той, которую вы получаете в узком канале BPSK.

Weightless-P идеально подходит для частных сетей, более сложных случаев использования и вещей, где важны как данные восходящего канала, так и контроль нисходящего канала.

Преимущества и рекомендации

Стоимость, емкость и колебания

Базовая станция для узкополосных сигналов более сложна в протоколах Weightless, потому что она основана на аппаратном обеспечении программно-конфигурируемой радиосвязи (SDR). Это создает от сотен до тысяч небольших каналов двоичной фазовой манипуляции (BPSK). Это позволяет получить большую емкость от архитектуры, но создает более дорогую базовую станцию.

Конечные узлы Weightless-N также могут быть более дорогими, поскольку для них может потребоваться кварцевый генератор с температурной компенсацией (TCXO) вместо простого кристалла. TCXO необходим, чтобы при изменении температуры в конечном узле частота оставалась стабильной и не дрейфовала. LoRa, с другой стороны, очень прощает плохих генераторов (или кристаллов с большим дрейфом).

Диапазон

Дальность действия Weightless-N и Weightless-W составляет около пяти километров в городских условиях. Для обнаружения этих сигналов требуется положительное отношение сигнал / шум (SNR), но в небольших каналах гораздо меньше шума, что делает возможным такой диапазон. Кодированные сигналы с усилением обработки обычно требуют более широкого канала, поэтому они имеют более высокий уровень шума, но вы можете обнаруживать сигналы, которые ниже минимального уровня шума, что приводит к другим преимуществам. Дальность действия Weightless-P составляет около двух километров.

Открытый стандарт

По мнению группы Weightless:«Крайне важно, чтобы технология была открытым глобальным стандартом, а не патентованной технологией, чтобы гарантировать низкую стоимость и низкий риск, а также максимизировать выбор пользователей и постоянные инновации».

Мы считаем, что стандарты важны, но самое главное - привлечь клиентов на рынок. Независимо от того, используете ли вы Weightless, SigFox, LoRa, Symphony Link или LoRaWAN, сейчас самое важное - получить готовое комплексное решение.

Сравнения

Weightless-N против SigFox

Weightless-N и SigFox похожи с технологической точки зрения, но сильно отличаются с точки зрения выхода на рынок. Невесомость - это стандарт, поэтому другая компания может создать решение для Интернета вещей на его основе. (Как мы уже упоминали, N-Wave является лидером в этой области, и она продает много оборудования для Weightless-N компаниям, пытающимся создать сеть Weightless-N.) С другой стороны, SigFox предлагает полную нестандартную конфигурацию. раствор-коробка.

Невесомая против LoRa и LoRaWAN

Weightless и LoRa предлагают очень разные способы достижения цели с точки зрения технологий. Но функционально LoRaWAN и Weightless-N очень похожи, особенно потому, что оба являются системами передачи данных, ориентированными на восходящую связь.

Если LoRa непривлекательна для пользователя, потому что микросхема радиосвязи поставляется исключительно компанией Semtech, Weightless является хорошей альтернативой чему-то, основанному на доступном стандарте. Перед инженерами или фирмами стоит задача определить, как построить на их основе систему Интернета вещей.

Weightless-P против Symphony Link

Link Labs и Weightless-P используют очень похожие варианты использования, такие как частные сети, со своими стандартами Symphony Link и Weightless-P. Возможности Symphony Link по дальности лучше, потому что они используют LoRa вместо MSK.

Честно говоря, мы не знаем о Weightless столько, сколько нам хотелось бы, и нам действительно интересно узнать больше. Если вы эксперт в этой области, свяжитесь с нами, потому что мы хотели бы заполнить некоторые пробелы и узнать больше.

Вкратце

Мы надеемся, что эта статья помогла вам ответить на вопрос «Что такое невесомость?». Если вам нравятся узкополосные решения, вам, безусловно, следует рассмотреть технологию Weightless-N. Если вы знаете, что на вашем рынке будет доступен TVWS, Weightless-W действительно интересен, и на него стоит обратить внимание. Weightless-P также выглядит захватывающим новым протоколом LPWAN, и мы будем наблюдать за его запуском в 2016 году. Единственное предостережение:нам неясно, насколько в Weightless стоит стандартизация, а в какой - продвигать повестку дня. одного поставщика по сравнению с другим. Это всегда риск в организациях открытых стандартов, и поэтому его следует тщательно учитывать.