LPWAN стали самой быстрорастущей технологией связи для Интернета вещей и ключевым драйвером для глобальных IoT-соединений. С различными решениями LPWAN и поставщиками выбор правильной технологии для реализации проектов становится непростой задачей. Для того, чтобы упростить выбор, следует рассмотреть несколько основных критериев.

Критерий первый. Надежность

Важность этого критерия очевидна в промышленном секторе, особенно на критически важных производствах. Достаточно высокая скорость приема данных и минимальные потери пакетов исключают необходимость повторной отправки сообщений даже в неблагоприятных условиях. Для технологий LPWAN, работающих во все более перегруженном, свободном от лицензий спектре, устойчивость к помехам – это необходимое условие для обеспечения высокой надежности. Технический дизайн LPWAN определяет способность предотвращать помехи при высоком трафике. Надежная технология сочетает в себе ряд универсальных подходов: короткое эфирное время радиосвязи, методы скачкообразной перестройки частоты и прямое исправление ошибок.

Критерий второй. Безопасность

Конфиденциальность, аутентификация и целостность сообщений – основные элементы сетевой безопасности. Многоуровневое сквозное шифрование должно быть встроено в сеть для защиты конфиденциальных сообщений от прослушивания и потенциальных нарушений.

Advanced Encryption Standard (AES) - это легкий, мощный криптографический алгоритм для шифрования данных в сетях IoT. Как правило, 128-битные AES используются для установления безопасности на уровне сети для передачи данных по радиоинтерфейсу от конечных узлов к базовой станции. Протокол TLS (Transport Layer Security) для транзитного соединения обеспечивает дополнительный уровень безопасности для защиты передачи данных на основе IP в облако.

Наиболее безопасные технологии LPWAN также включают в себя строгие механизмы аутентификации сообщений для подтверждения подлинности и целостности. Это гарантирует: сообщения не будут изменены или перехвачены во время передачи.

Критерий третий. Емкость сети

Большая емкость сети позволяет масштабировать услуги и сервисы  с растущими потребностями без ущерба для качества обслуживания. При схожем радиусе действия LPWAN важным параметром становится пропускная способность сети. Чем больше конечных устройств и ежедневных сообщений может поддерживать одна базовая станция, тем меньше инфраструктуры потребуется предприятию.

Эффективное использование ограниченного радиочастотного спектра важно для достижения большой пропускной способности сети. Большее количество сообщений может поместиться в назначенную полосу частот, не создавая помех друг другу. Одновременно системы LPWAN, использующие асинхронную связь, по мере увеличения количества сообщений и частоты передачи, нуждаются в схеме смягчения, чтобы предотвратить коллизии пакетов (то есть, собственные помехи)

Критерий четвертый. Срок службы батареи

Срок службы батареи оказывает существенное влияние на общую стоимость владения. LPWAN имеют несколько общих подходов к снижению энергопотребления. Но срок службы батареи по-прежнему сильно различается в разных системах. Это связано со значительной разницей во времени радиосвязи в эфире или с фактическим временем передачи сообщения. Передача данных – это наиболее энергоемкая деятельность в LPWAN.

Критерий пятый. Поддержка мобильности

Технологии LPWAN, которые не обладают устойчивостью к эффекту Доплера, могут поддерживать передачу данных только от стационарных или медленно движущихся конечных устройств. В итоге некоторые LPWAN не подойдут для отслеживания движимых активов.

Критерий шестой. Публичная и частная сеть

Самым большим преимуществом публичных LPWAN является экономия затрат на инфраструктуру. Однако в таких LPWAN существует зависимость от сети поставщика. Публичные сети оставляют пробелы в покрытии во многих областях. Частные LPWAN позволяют быстро развертывать сети на предприятии. В частных сетях обеспечивается больший уровень конфиденциальности.

Критерий восьмой. Рабочая частота

Рабочая частота – это еще один элемент, который следует учитывать при выборе технологии LPWAN. Частота может значительно повлиять на производительность сети. Из-за высокой стоимости лицензионных полос большинство поставщиков LPWAN используют безлицензионные промышленные, научные и медицинские (ISM) полосы частот. Такой подход позволяет ускорить разработки и внедрение технологий.

Критерий восьмой. Скорость передачи данных

Большинство приложений удаленного мониторинга IoT довольно устойчивы к задержкам и должны передавать данные только периодически. Необходим компромисс между энергопотреблением и скоростями передачи данных. Такой подход принесет скорейшую окупаемость инвестиций.

Критерий девятый. Переменный размер полезной нагрузки

Полезная нагрузка или размер пользовательских данных должны определяться фактическими потребностями приложения, а не фиксироваться определенной технологией. Решения LPWAN с переменным размером полезной нагрузки позволяют пользователям легко интегрировать новые варианты использования в существующую сетевую инфраструктуру независимо от требований к полезной нагрузке.

Автор: Хо Нгуен (Ho Nguyen), менеджер по маркетингу продукции компании Behr Technologies

Материал основан на статье издания iot for all