Qu'est-ce que l'apesanteur ?

Qu'est-ce que l'apesanteur ?

Weightless est l'un des nombreux acteurs viables dans l'espace des réseaux étendus à faible consommation (LPWAN). Le groupe d'intérêt spécial Weightless (SIG) propose trois protocoles différents - Weightless-N, Weightless-W et Weightless-P - qui prennent en charge différentes modalités et cas d'utilisation. Ci-dessous, nous présenterons et discuterons de chacun de ces protocoles, examinerons quelques avantages et considérations, et examinerons certaines différences et similitudes entre Weightless et ses concurrents dans l'espace LPWAN.

Les normes d'apesanteur

La norme Weightless-W

Cette norme ouverte Weightless-W est conçue pour fonctionner dans le spectre des espaces blancs TV (TVWS). Weightless-W est une émanation de ce que Neul essayait de développer avant leur acquisition par Huawei. L'utilisation de TVWS est attrayante en théorie, car elle tire parti d'un bon spectre ultra-haute fréquence (UHF) qui n'est pas utilisé autrement. Cependant, dans la pratique, cela peut être assez difficile. D'une part, les règles et réglementations relatives à l'utilisation de TVWS pour l'IoT varient et ne sont pas disponibles partout. De plus, les nœuds d'extrémité sont généralement conçus pour ne fonctionner que dans une petite partie du spectre, et il est tout simplement impossible de construire une petite antenne pouvant aller de 400 mHz à 800 mHz. Dans une ville, vous pouvez disposer d'un canal de 500 mHz, tandis que dans une autre, vous pouvez en avoir un de 700 mHz, et le système RF ne peut pas s'adapter pour les deux (antennes, frontaux, etc.). Par conséquent, TVWS sonne bien en théorie, mais peut faire défaut en ce qui concerne l'application.

Mis à part TVWS, le groupe Weightless utilise beaucoup de modulations assez sophistiquées pour la norme Weightless-W, y compris la modulation d'amplitude en quadrature (QAM), avec des codes d'étalement qui permettent une large gamme de budgets de liaison. Ensemble, ces modulations fournissent une couche de service intéressante avec des débits de données très élevés, ce qui en fait un standard très intéressant.

Weightless-W est idéal pour une utilisation dans le secteur du pétrole et du gaz intelligent, car il existe probablement un TVWS disponible.

La norme Weightless-N

Weightless-N est un système à bande ultra-étroite très similaire à SigFox. Vous pouvez le considérer comme une version de SigFox basée sur LoRa Alliance. Au lieu d'être un système clos complet de bout en bout, il est composé d'un réseau de partenaires. Il utilise le même type de modulation - BPSK différentiel - dans des canaux de fréquence étroits et est destiné aux données de capteur de liaison montante.

Nwave, un développeur de matériel et de logiciels IoT, est le moteur de la gamme Weightless-N. Certains des inconvénients de Nwave par rapport, par exemple, à un système basé sur LoRa, sont l'exigence d'un oscillateur à cristal compensé en température (TCXO) et le bilan de liaison relativement déséquilibré. Cela peut être problématique car vous obtenez une sensibilité beaucoup plus élevée en montant vers la station de base que vous ne descendez vers le nœud final. Ces types de systèmes doivent généralement s'appuyer sur un message de liaison descendante FSK plus simple.

Weightless-N est idéal pour les réseaux basés sur des capteurs, les relevés de température, la surveillance du niveau des réservoirs, les mesures, etc.

La norme Weightless-P

Weightless-P, dont le lancement est prévu début 2016, est la dernière technologie Weightless. Il offre des fonctionnalités bidirectionnelles et des niveaux de qualité de service, ce qui nous semble très important. En termes de technologie sous-jacente, son canal 12,5 kHz est à bande relativement étroite. Weightless utilise la modulation par déplacement minimum gaussien (GMSK), qui est une modulation plus standard, et la modulation par déplacement de phase en quadrature (QPSK), qui est beaucoup plus avancée. Contrairement à Weightless-N et -W, ​​Weightless-P ne nécessite pas de TCXO en raison du MSK à bande plus large.

ubiik, une entreprise de technologie IoT industrielle, est devenue un leader dans le développement de Weightless-P. La portée de Weightless-P est actuellement estimée à environ deux kilomètres et, contrairement à Weightless-N, elle ne conviendra probablement pas aux réseaux étendus. C'est parce que la sensibilité du récepteur d'un canal à décalage minimum (MSK) de 12 kHz ne sera pas proche de ce que vous obtenez dans un canal BPSK étroit.

Weightless-P est idéal pour les réseaux privés, les cas d'utilisation plus sophistiqués et les choses où les données de liaison montante et le contrôle de liaison descendante sont importants.

Avantages et considérations

Coût, capacité et oscillation

La station de base pour les signaux à bande étroite est plus complexe dans les protocoles Weightless, car elle est basée sur du matériel radio défini par logiciel (SDR). Cela crée des centaines à des milliers de petits canaux de modulation par déplacement de phase binaire (BPSK). Cela vous permet d'obtenir une grande capacité de l'architecture, mais cela crée une station de base plus chère.

Les nœuds d'extrémité Weightless-N peuvent également être plus chers, car ils peuvent nécessiter un oscillateur à cristal compensé en température (TCXO) au lieu d'un simple cristal. Le TCXO est nécessaire pour que lorsque la température varie au niveau du nœud d'extrémité, la fréquence reste stable et ne dérive pas. LoRa, en revanche, est très tolérant envers les mauvais oscillateurs (ou les cristaux avec beaucoup de dérive).

Gamme

Les portées de Weightless-N et Weightless-W sont d'environ cinq kilomètres en milieu urbain. Vous avez besoin d'un rapport signal sur bruit (SNR) positif pour détecter ces signaux, mais il y a beaucoup moins de bruit dans les petits canaux, ce qui rend ce type de plage possible. Les signaux codés avec gain de traitement nécessitent généralement un canal plus large, ils ont donc un niveau de bruit plus élevé, mais vous pouvez détecter des signaux inférieurs au bruit de fond, ce qui entraîne d'autres avantages. Weightless-P offrira une autonomie d'environ deux kilomètres.

Norme ouverte

Selon le groupe Weightless, « il est essentiel que la technologie soit une norme mondiale ouverte plutôt qu'une technologie propriétaire afin de garantir un faible coût et un faible risque, et de maximiser le choix des utilisateurs et l'innovation continue.

Même si nous pensons que les normes sont importantes, la chose la plus importante est d'amener les clients sur le marché. Que vous utilisiez Weightless, SigFox, LoRa, Symphony Link ou LoRaWAN, la chose la plus importante en ce moment est d'obtenir une solution de bout en bout.

Comparaisons

Weightless-N contre SigFox

Weightless-N et SigFox sont similaires d'un point de vue technologique, mais ils sont très différents d'un point de vue de mise sur le marché. L'apesanteur est une norme, il appartient donc à une autre entreprise de créer une solution IoT autour de celle-ci. (Comme nous l'avons mentionné, N-Wave est le leader dans cet espace, et il vend beaucoup de matériel pour Weightless-N aux entreprises essayant de créer un réseau Weightless.) D'autre part, SigFox offre un -boîte solution.

Weightless contre LoRa et LoRaWAN

Weightless et LoRa offrent des moyens très différents d'atteindre une fin d'un point de vue technologique. Mais fonctionnellement, LoRaWAN et Weightless-N sont très similaires, en particulier parce que les deux sont des systèmes de données axés sur la liaison montante.

Si LoRa n'est pas attrayant pour un utilisateur car le silicium radio provient uniquement de Semtech, Weightless est une bonne alternative à quelque chose basé sur une norme disponible. Le défi pour les ingénieurs ou les entreprises sera de déterminer comment construire un système IoT autour de celui-ci.

Weightless-P contre Symphony Link

Link Labs et Weightless-P s'attaquent tous deux à des cas d'utilisation très similaires, comme les réseaux privés, avec leurs normes Symphony Link et Weightless-P. Les performances de portée de Symphony Link sont sans doute meilleures car il utilise LoRa au lieu de MSK.

Franchement, nous n'en savons pas autant sur Weightless que nous le souhaiterions - et nous sommes vraiment intéressés à en savoir plus. Si vous êtes un expert dans le domaine, contactez-nous, car nous aimerions remplir quelques blancs et en savoir plus.

En résumé

Nous espérons que cet article vous a aidé à répondre à la question « Qu'est-ce que l'apesanteur ? » Si les solutions à bande étroite vous intéressent, Weightless-N est certainement une technologie à considérer. Si vous savez que votre marché disposera de TVWS, Weightless-W est vraiment intéressant et vaut la peine d'être examiné. Weightless-P ressemble également à un nouveau protocole LPWAN passionnant, et nous surveillerons son lancement en 2016. La seule mise en garde :nous ne savons pas exactement à quel point Weightless concerne la normalisation et dans quelle mesure il s'agit de faire avancer l'agenda. d'un fournisseur spécifique par rapport à un autre. Il s'agit toujours d'un risque dans les organisations à standard ouvert, et il doit donc être soigneusement pris en compte.