Internet of Things (IoT) یا اینترنت اشیا یک فناوری واحد نیست؛ بلکه مجموعهای از راهکارها، سختافزارها، شبکهها و علم داده است که با تکامل مداوم خود، امکان ایجاد سیستمهای هوشمند و حیاتی را فراهم کردهاند. یکی از چالشهای مهم در ابتدای راه، کارایی مصرف انرژی بود. اتصال به شبکه به برق نیاز دارد و بسیاری از فناوریهای شبکه، انرژی زیادی مصرف میکنند. این موضوع باعث میشود اجرای کاربردهای ارزشمند IoT دشوار شود.
فهرست مطالب
چالش مصرف انرژی در IoT
دستگاههای ردیابی دارایی باید در هر مکانی که دارایی جابهجا میشود، فعال بمانند. محصولات Micro-mobility روزانه مسافتهای طولانی طی میکنند. حتی دستگاههای ثابت مثل حسگرهای مزارع ماهی یا کنتورهای گاز هوشمند هم ممکن است در نقاط دورافتاده نصب شوند و به برق شهری دسترسی نداشته باشند.
استفاده از باتری و نیاز به شارژ یا تعویض مکرر، توجیه اقتصادی را از بین میبرد. بنابراین دستگاههای IoT باید هنگام اتصال به شبکه، کمترین مصرف برق ممکن را داشته باشند.
ورود LPWAN
مهندسان شبکه برای حل این مشکل، Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) را معرفی کردند؛ شبکههایی که کمترین انرژی را از دستگاهها میگیرند. دو فناوری اصلی در این حوزه مورد استفاده گسترده قرار گرفتهاند: LoRaWAN و Cellular LPWAN. اگر قصد دارید دستگاههای IoT باتریخور راهاندازی کنید، باید یکی از این دو را انتخاب کنید.
مزایا و معایب LoRaWAN
LoRaWAN یک پروتکل ارتباط رادیویی است که از باند فرکانسی بدون لایسنس استفاده میکند. در حالی که اپراتورهای موبایل مثل AT&T و Verizon باندهای فرکانسی اختصاصی اجاره میکنند، LoRaWAN غیرمتمرکز است و توسط LoRa Alliance پشتیبانی میشود.
مزایا
- هزینه کمتر به دلیل استفاده از باند بدون لایسنس.
- انعطافپذیری بالا برای سفارشیسازی شبکه.
- مناسب برای کاربردهای IoT ثابت مانند ساختمانهای هوشمند و کنتورهای آب و گاز.
معایب
- پهنای باند محدود و سرعت تبادل داده پایینتر نسبت به شبکههای سلولار.
- پشتیبانی ضعیف از دستگاههای متحرک و نبود ارائهدهنده جهانی یکپارچه.
- نیاز به ایجاد شبکه اختصاصی یا اتکا به توسعهدهنده شخص ثالث.
با وجود این محدودیتها، LoRaWAN به دلیل هزینه پایین چیپستها محبوب است. اما با معرفی NB-IoT و LTE-M در شبکههای سلولار، تفاوت هزینه بسیار کاهش یافته است.
مزایا و معایب Cellular LPWAN
شبکههای سلولار کممصرف از دو پروتکل اصلی NB-IoT و LTE-M پشتیبانی میکنند که توسط اپراتورهای بزرگ مخابراتی و استاندارد 3GPP تضمین شدهاند.
مزایا
- شبکههای آماده، پایدار و قابل اعتماد.
- سرعت داده بالاتر و امکان آپدیت نرمافزاری از راه دور.
- مصرف انرژی مشابه یا کمتر از LoRaWAN با حالتهای کممصرفی مثل eDRX و PSM.
- پوشش جهانی و پشتیبانی از دستگاههای متحرک مثل زنجیره تأمین، میکروموبیلیتی، پوشیدنیها و محصولات مصرفی.
معایب گذشته
- قیمت بالاتر مودم سلولار و هزینه اتصال.
امروزه این مشکل با ظهور Connectivity-as-a-Service تقریباً از بین رفته است.
نقش Connectivity-as-a-Service در IoT سلولار
ارائهدهندگان اتصال بهعنوان سرویس با همکاری اپراتورهای مختلف، امکان استقرار سریع و ارزان دستگاههای IoT را فراهم میکنند.
ویژگیها:
- Multi-Identity SIM برای جابهجایی بین شبکهها بدون هزینه رومینگ.
- پلتفرم ابری یکپارچه برای مدیریت دستگاهها.
- هزینه بسیار پایین؛ حتی ۱ دلار در سال.
این سادگی و قیمت مقرونبهصرفه باعث شده انتخاب بین Cellular LPWAN و LoRaWAN راحتتر شود.
جمعبندی
اگر به دنبال پوشش جهانی، پشتیبانی از دستگاههای متحرک و سرعت بالاتر هستید، Cellular LPWAN (NB-IoT/LTE-M) بهترین انتخاب است. اما اگر نیاز به شبکهای ارزان برای دستگاههای ثابت دارید، LoRaWAN همچنان گزینهای مناسب است. با کاهش هزینههای اتصال سلولار، بسیاری از کسبوکارها اکنون به سمت فناوری سلولار کممصرف حرکت میکنند.
منبع: iotforall