اگر با بحث اینترنت اشیا آشنا باشید، احتمالا باید بدانید که بسترهای زیادی برای اتصال به آن وجود دارد. از میان آن‌ها می‌توان بهWi-Fi ، بلوتوث، NB-IoT، TCAT-M، LoRA ، RPMA اشاره کرد. پیش از پیاده‌سازی هر یک از این بسترها باید با توجه به شرایط تشخیص دهید که کدام یک برای کسب‌وکار شما مناسب‌تر است.
هر کدام از کاربردهای اینترنت اشیا دارای الزاماتی منحصر‌به‌فرد است، بنابراین ممکن است بسترهایی که برای یک پروژه مناسب به نظر می‌رسد برای پروژه‌های دیگر کارایی کافی را نداشته باشد. تحت شرایطی که تجهیزات از هزاران سنسور دوربرد برخوردار باشند، دوام عمر باتری تجهیزات، اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. اگر کسب‌وکار شما نیاز به ارسال حجم زیادی از اطلاعات و ویدئو داشته باشد، برخورداری از پهنای باند بالا برای شما ضرورت زیادی خواهد داشت. چنانچه برنامه کاربردی شما با خدمت‌رسانی در شرایط حساس مانند ارسال پیام اضطراری برای اورژانس یا آتش‌نشانی مرتبط باشد؛ زمان اولین فاکتوری است که باید به آن توجه کنید. به همین دلیل باید هنگام انتخاب بستر مناسب برای اتصال به اینترنت اشیا تمامی این موارد را در مد نظر قرار بدهید.
در مقالات پیشین، مروری کلی بر شبکه گسترده کم توان (LPWAN) داشتیم. در این مقاله قصد داریم به صورت دقیق‌تر به مزایای LPWAN در مقایسه با سایر بسترهای اینترنت اشیا در شهر هوشمند بپردازیم.
شبکه LPWAN چیست؟
پیش از تعریف این مفهوم، باید بدانید کهLPWAN یک استاندارد نیست؛ بلکه یک مفهوم کلی است که می‌تواند شامل پیاده‌سازی و پروتکل‌های مختلف باشد که هر دو به‌صورت اختصاصی و متن‌باز قابل اجرا هستند. ویژگی‌هایLPWAN شامل موارد زیر است:
- کم مصرف :تجهیزات اینترنت اشیا تحت شبکه‌های LPWAN سال‌ها با باتری‌های کوچک و ارزان قیمت کار می‌کنند.
- پوشش وسیع: دارای محدوده عملیاتی گسترده‌ای است که معمولاً در مناطق شهری شامل مسافتی بیش از ۲ کیلومتر می‌شود.
برخورداری از این دو ویژگی، یعنی کم‌مصرف بودن و پوشش وسیع، اندازه داده‌ها باید کوچک باشد. بیشتر تکنولوژی‌های LPWAN می توانند کمتر از ۱۰۰۰ بایت داده در هر روز یا کمتر از ۵۰۰۰ بیت در ثانیه ارسال کنند.
بیشتر بخوانید:
از تاثیرات شگفت‌انگیز اینترنت اشیا در حوزه درمان چه می‌دانید؟
مزایای LPWAN
شبکه‌های LPWAN با برخورداری از این مزایا، گزینه مناسبی برای انواع کاربری اینترنت اشیاء محسوب می‌شوند:
- پوشش‌دهی در مکان‌های متراکم: شهرها یا ساختمان‌های بزرگ برای روشنایی هوشمند، شبکه هوشمند و ردیابی تجهیزات نیازمند شبکه‌هایی با پوشش گسترده هستند.
- امکان نظارت طولانی‌مدت: سنسورها و سنجش‌گرها برای نظارت در بازه زمانی طولانی به این شبکه‌ها نیاز دارند. قرائت هوشمند کنتورهای آب و گاز، حسگرهای تشخیص نشت گاز، کشاورزی هوشمند و کنترل قفل‌ها از راه دور چند نمونه از این موارد محسوب می‌شود.
به بیان ساده، تکنولوژی LPWAN در شرایطی که دستگاه‌ها باید در بلند مدت، حجم کمی از داده‌ها را به یک محدوده بزرگ منتقل کنند، به خوبی کار می‌کند. در نمودار زیر، تفاوت میان LPWAN با پروتکل شبکه‌های بی‌سیم مانند بلوتوث، RFID ، M2M موبایلی و ZigBee به لحاظ پهنای باند و محدوده پوشش‌دهی مشخص شده است.
در برابر شبکه های Cellular
شبکه‌های موبایل عمدتاً کم‌مصرف هستند و این امکان وجود دارد که در پوشش‌دهی دچار اختلال شوند. چالش دیگر این شبکه‌ها مربوط به زمانی است که یک تکنولوژی از رده خارج می‌شود. به طور مثال ۳۰ میلیون شبکه 2G در ایالات متحده از رده خارج شده‌اند. این در حالی است که بسیاری از دستگاه‌های اینترنت اشیاء باید تا ۱۰ سال در شبکه باقی بمانند. این موضوع که یک شبکه موبایل از رده خارج شده و دیگر دستگاه‌های خود را پشتیبانی نمی‌کند از نظر اقتصادی قابل‌توجیه نیست. جنبه‌های قابل‌توجهی ازCellular LPWAN هنوز هم در حال توسعه هستند، اما همان‌طور که گفتیم، از رده خارج شدن فناوری‌ها یک نگرانی بزرگ است.
عملکرد LPWAN ها در برابر شبکه‌های میانبرد مش
شبکه‌های مش مانند ZigBee در برنامه‌های اینترنت اشیا استفاده می‌شوند. درواقع، بسیاری از سامانه‌های اتوماسیون خانگی از طریق ZigBee قابل اجرا هستند، اما ZigBee برای برنامه‌های LPWAN مناسب نیست. شبکه‌های میانبرد مش تنها در فواصل متوسط کاربردی هستند و از قابلیت پوشش گسترده‌ی تکنولوژی‌های LPWAN برخوردار نیستند.
مهم‌تر از همه، شبکه‌های میانبرد مش از نظر بازدهی باتری کا‌رآمد نیستند،چرا که هر بخش باید دائماً در حال دریافت و تکرار سیگنال‌های امواج رادیویی نزدیک باشد. زمانی که تعداد سنسورها تا مقیاس هزار افزایش می‌یابند، ZigBee یا سایر شبکه‌های میانبرد لزوماً تمامی نیاز‌های برنامه‌های LPWAN را برآورده نخواهند کرد. جالب است بدانید امواج رادیویی کوتاه‌برد مانند بلوتوث و NFC نیز برای بسیاری از کاربری های اینترنت اشیا مناسب نیستند.
بیشتر بخوانید:
هنگ‌کنگ در مسیر هوشمندسازی با ابرقهرمانی به‌نام اینترنت اشیا ( IoT)
سخن آخر
در راستای هوشمندسازی شهرها و آغاز پروژه‌هایی مانند مدیریت هوشمند شبکه برق، مدیریت هوشمند منابع و انرژی، هوشمندسازی مصرف انرژی، مدیریت پسماند شهری و غیره راهکارهای سازمانی ایرانسل تمامی تلاش خود را به کار بسته است تا به سوی آینده‌ای هوشمند حرکت کند. در مقالات بعدی شما را بیشتر با حوزه اینترنت اشیا و بسترهای مناسب آن آشنا خواهیم کرد.
منبع:
نظرات و پیشنهادات