如果有一件事物联网(物联网)拥有丰富的协议。有的标准,有的standards-in-progress,有些是专有的。我做了一些粗略的评论之前,但每个调查似乎至少筹集尽可能多的问题的答案。我们看到更深层次的深入消息传递协议;今天的情况将与这一块没有什么不同。可能更糟糕的是,实际上,最后,我们将讨论很多的问题,这是不满意。

的一个普遍主题IoT-land无线通信。我们已经讨论了基本的无线网络之间的战斗,蓝牙和无线个域网之前,但这些都是短程协议(啮合一边)。还有活动正在对长范围无线协议,但与权力和成本特性旨在使他们更有吸引力比当前的蜂窝系统对于物联网的部署。

这些通常被称为LPWA(或LPWAN)“低功率宽区域(网络)。“我们看到了一个SIGFOX,但我越挖越多,我的发现。这里有很多的工作——当赢家摇出来,会有很多废协议散落在路边。

我的目标是进行比较。提出了迫切的问题,“你会比较吗?“追求不同的文献支持这个协议,我试图提取一些共同点,我可以排队的协议。它比我所希望的不满意。欢迎来到的土地,“这要看情况了。”

与消息传递协议,这里我们处理较低的网络层,一路穿过体育。都是关于经济推上位从一个节点到回程网络边缘,与一些提供获取比特。而且这样做的方式满足数据速率,范围,权力,和成本要求。这些标准工作,所以可能没有一个最好的协议。

但是也有“这是我们的协议能做什么——理论上”与“实际安装这是它是如何工作的”问题。每个协议使得主张,但我听到不止一次对“其他人”营销声称只在理论上是好的。有些人已经做了很多工作来证明他们的观点。所以我们可以——并且将组装一个对比表,但是我相信有些人会看一些数字,说,“哦,这只会发生在纸上。“狡猾的参数标记如下“警告”。

因此,而不是这篇文章作为LPWAN-oriented回答所有的问题,这是一个基本的治疗,暴露出许多问题。我将讨论我选择的参数比较,包括一些我真的无法比较。我将简要地回顾我比较的协议,结束了一个表。各种各样的。这都是粘糊糊的,但是它不是正确的表。

我得到的信息首先梳理网络和文件,然后通过问具体的问题每个协议的代表。回答这些问题一般包含颜色或背景更清楚地解释答案和照明是多么不可靠的一些数字。

一起玩好

这种混乱的一个重要因素是,大多数这些协议利用工业、科学和医疗- ISM频段。这些乐队当你改变地理位置不同,但关键的一点是,他们无证。他们监管,有规则,但人遵循的规则可以使用频谱没有购买许可证。至关重要的是,你也不要独占访问。的一些协议已经实现了授权频谱,但他们毫无例外。

ISM频段的使用规则,不同的地区,但是,细节不谈,他们数量:“我们将为你们预留一些频谱使用在你认为合适的地方。这里有一些规则,以确保你玩得很好。现在去玩。“否则,你只是知道一些《笨蛋爆炸掉个不停,其他人造成挤出效应。

因为你有所有这些不同的潜在用户共享相同的电波,他们都需要弓一个物理现实:干扰。“波”的干扰,当接收者试图整理一个嘈杂的环境,和访问干扰,多个发送者试图让一个通道。

大量的干扰和廉价的接收器是一个信号,表明不会检测到远在可能如果没有其他人是广播。这范围、数据速率和功率的影响(因为喊着响亮明显增加范围和权力)。

大部分的协议使用避碰技术打好这样或那样的。总的原则是,“听着,然后说。”(M2COMM的法比安Petitgrand说这是日本的“法律”)。像一个老式的党的路线,拿起电话,看看其他人正在使用它。如果不是,那就去做吧。

另一个选择是来自Aloha协议,不听,而是传递并等待一个简短的承认。如果不听,那么假设发生了碰撞,这是避免碰撞检测,而不是根据一个退下的算法,重新发送。

而避碰和检测不需要无处不在,他们鼓励。在欧洲,例如,如果你不使用这种方法,如果你只是没有听广播——还有严重的责任周期的限制。SIGFOX是协议的一个例子,没有很好地发挥作用的介质访问方法,所以它必须接受责任周期的局限性——这就是为什么它有多少传输数据速率限制和限制每天被允许。

我不听

您可能想知道为什么人会牺牲那么多数据能力的特权爆破消息超过其他人。我的猜测是,听之前说听力就意味着你需要一个接收器。这可能是显而易见的,但是,在最初的化身,SIGFOX uplink-only协议——第一爱特梅尔公司SoC支持所有TX,没有处方。

离开了接收电路明显节省成本。显然,做出权衡,你必须相信,应用程序本身不需要下行。如果是这样的话,那么添加RX能力只是一些协议细节似乎浪费——特别是如果你相信您的应用程序不需要更高的带宽。所以你生活与工作周期规则,大概成本优势。

在edge节点端也有力量影响。如果一个边缘节点传输,那就控制自己的命运,因为它决定何时醒来,传输,回去睡觉。

如果它会接收,那么要么是必须保持倾听所有的时间(燃烧)或它必须有一些安排,或网关同意它和中心。在同步意味着更多的昂贵的时钟组件更好的精度和/或交通信号灯或其他维生。,交通显然消耗更多的系统比一个完全安静的通道。

所以包括下行意味着额外的RX电路和开销增加流量,这两种引起的消耗额外的能量。这是另一个领域的协议之间的区别。甚至SIGFOX正在修订包括下行能力,但这是有限的。和其他协议也不对称,和下行。

能源和成本——每一个人都是赢家!

能源消耗尤其难以确定。它和成本的两个属性是每个协议最好说。并没有真正的证明一个赢家(咳咳,EEMBC?)

物品的数量影响能源几乎是不可数的。没有继续的东西——从调制方案的选择媒体访问协议来确认和自适应技术,并不影响力量。这是最大的“取决于”参数的——在某种程度上,我将它排除在桌子上。

甚至不是清楚能源消耗应该比较。根据Telensa,“唯一的能耗数据,计算…以[的]电池寿命(边缘节点)。“M2COMM Petitgrand先生指出,功率效率也不同:“LPWAN(协议)使用低功率,但这实际上意味着更高的能源消耗比2 g当传递相同数量的数据。(重点在原始)”这里的问题是,意味着较慢的数据率传输能量较低,这意味着它花费的时间传输,这就意味着你的睡眠模式更久。微弱信号由于低传输能量还需要更敏感的接收电路,这通常意味着更多的权力。

成本也是一个疯狂的参数。它的一个方法是,“我只有一个失踪的边缘节点的通信。要花多少钱(对于一个模块,一个SoC等等)提供我的节点与这个协议吗?“不止一个人说,一旦建立了体积,不可能有显著差异在这个成本。其他成本模型包括网关/中心的比较。接下来的操作成本。

哪些成本是重要的决定,除此之外,在推广模型。协议用于私有网络,收购公司将承担所有的费用,边缘节点,中心,操作。但对于协议工作到公共cellular-like服务,像SIGFOX,最终客户最终支付edge节点成本在他们的设备,网络运营商支付回程的基础设施成本和最终客户支付一些持续的会员费,大概覆盖网络的运营成本。

所以没有一个成本模型,每个人都遵循,结果是没有意义的方式(在这点上),包括成本表中。

那么剩下的比较呢?

范围(警告)

好的,我们都知道,任何无线技术的范围可以根据什么不同的信号。适用于这些LPWAN协议,可以肯定的是。事实上,更是如此。密集的城市环境中,与墙壁和建筑和反射和很多其他的人们和交通,意味着范围比农村要短得多。和平坦,畅通无阻的农村环境会比一个丘陵。但也有其他因素——干涉和碰撞为较低的范围,例如。

所以范围是饱受争议,协议声称10公里的年代可能被竞争对手斥为也许在现实条件下几公里。我把下面的数字应谨慎。你可能会说,这条线也应该从表中删除,但至少我们有数字(如果有时幻想)。

另一个注意:你会发现其中的一些协议与无线个域网的营销材料,例如。这将起初看上去很奇怪,因为无线个域网范围要短得多。但无线个域网和其他协议可以通过啮合实现远程。在这一块我不考虑啮合,所以“范围”是指一个无线电。

乐队/频谱

几乎所有的协议使用ISM波段;还有些人可能使用授权频谱作为一个选项。我显示了频率表中声称。

我没有一个方面挖掘的本质是频谱使用。有些超窄频带,有些窄,有些是扩展频谱(直接序列和啁啾)。饲料为未来的讨论,也许。

上下对称

我们讨论这些协议在许多情况下是偏向数据上传。表地址协议是否对称。

数据速率(警告)

这是另一个高度可变参数。这取决于距离和障碍物和竞争数据流量。所以只有一般的显示范围。我相信他们是有争议的。

最大数量的节点(警告)

这有两种不同的方法会得到引用。一个是作为整个网络的节点;另一种是作为明星每中心节点配置。在后一种情况下,根据回程结构,可能没有基本限制枢纽的数量。

有两种方法可能达到的极限。一个可能是内置在协议——一个解决方案,例如。但即使理论上一个协议可以处理一百万个频道,可能没有足够的能力在一个特定的ISM乐队。而且不只是做数学;这取决于谁是使用乐队在任何给定的时间。

无线升级可能吗?

这可能听起来像一个随机的特征,但它取决于可用下行容量的数量。如果只有几个字节的控制能力,那么你将无法下载更新远程节点的大型软件包。

切换?

很容易认为物联网的边缘节点静态单位广播数据。但是一些设备,汽车和农具,名字——移动。其他人可能不会移动,但有人会移动——就像库存电子价格标签。所以很自然怀疑一个协议可以处理的传球给队友间移动时设备中心。

请注意,这一点很重要,只有在某种“会话”仍在持续。在叫醒,如果一个边缘节点一直进行身份验证并加入网络短暂回到睡眠之前,然后传球给队友不会——每个天线传输会抓住最近的中心。但是一些协议有明确的切换功能,所以长期设备/中心关系必须是可能的。

操作模式

有些协议实现只有通过网络运营商提供公共网络服务,与手机系统完成。其他可用于公共或私人网络。

标准状态

有些协议标准(或发展);有些人是“开放”;有些是专有的。在某些情况下,你可以得到一个规范;在其他情况下你有性能要求通过认证(与底层协议由一个不透明的实现SoC)。

在的情况下,专利技术标准化捐赠。在这种情况下,这是典型的,你最终得到的标准版稍微不同的从最初的捐赠协议。

短暂的协议相比

罗拉和LoRaWAN

与Semtech这个协议产生,为硅来实现协议。他们计划许可其他来源。

我原来认为罗拉和LoRaWAN是相同的两个名字。原来不是这样的。罗拉是Semtech PHY,打不开。如果你想使用它,您使用的硅或者他们已经授权的人(目前没有人)。

LoRaWAN其余的协议栈。组装了一个联盟由IBM Actility, Semtech和微芯片。这部分协议是开放的。(我注意到,由于某些原因,有些人不认为体育是协议的一部分。但对我来说,如果是“规则”来做一些工作的一部分,是否涉及到与另一方握手,这是一个协议。)

罗拉有三个类别的边缘节点:一个允许一个小的下行窗口每次上传后(解决调度问题如果你的下行需要节俭的);一个允许预定下行槽;和一个随时监听下行消息。后者的消耗更多的能量比前者。

芯片有宣布支持模块;Bouygues电信公司在法国宣布一个新的网络建设。

NWave

本公司拥有自己的专利技术,形成的基础Weightless-N(下图)。他们有虚拟化的枢纽,允许多个流-公共和私人通过;中央服务器整理流属于谁。他们把它描述成一种VPN在公共交通能力。

斜坡弯道

斜坡弯道使用自己的协议,它调用RPMA(随机相位,多个访问)。他们创造了这个完全从头开始,他们用它来承包安装他们自己实现。他们有一个非常详细的白皮书进入的原因他们认为竞争与SIGFOX和罗拉,它有更多的表比我的少得可怜的一个。

法国梧桐

这个协议被设计来处理超高节点密度适中的距离——激励应用电子价格标签。M2COMM专有,但它也被捐赠的基础Weightless-P(下图)。

SIGFOX

我们讨论一些细节之前;我会让那块处理这个协议。注意,由于这篇文章,他们已经加入了一个小型的下行能力。我也询问了几个功能;在撰写本文时,我没有听到。我表示这是“怀疑”表中。

Telensa(原名Senaptic)

本公司实现了全面应用,特别是对城市资源(停车等)。他们控制整个垂直堆栈的应用程序(尽管堆栈的作品符合标准)。他们有开放接口,但是协议本身尚未开放。他们表示这是可能发生在某种程度上,他们认为他们的公司分化在整个应用程序级别,不是在协议水平低。

轻便

这是三个协议。原来是Weightless-W,利用所谓的空白,未使用的本地频谱授权电视乐队。然后用Weightless-N补充,一个未经授权的频谱窄带协议NWave的技术。最近,Weightless-P工作已经开始,根据技术由M2COMM捐赠(法国梧桐的家伙)。

物联网的两个最有可能的版本部署- n和p。- n是单向上行;这也是一个简单的特性集。- p被配备更多的功能,它有一个下行能力(尽管上下比例尚未冻结)。

琥珀色的无线

这似乎是专有技术(尽管它总是可能有些公司商业化技术一般以一个不同的名称)。打印的时间,我没有收到一个响应。下面的信息是来自公共资源。

M2M频谱网络

引用他们的web主页,“我们在建造和运营全国第一,专用机器对机器通信网络在美国超过许可范围。“我不清楚对底层技术。打印的时间,我没有收到一个响应。下面的信息是来自公共资源。

Coronis

我包括这只因为我搜索了起来,所以你可能会找到它。但进一步的分析表明,它在2007年被德国埃尔斯特收购供内部使用。我看到没有证据表明当前的可用性作为一个具体的事情。

华为的CIoT

这并不是一个真正的协议;它似乎是华为的倡议为物联网在细胞系统(CIoT =手机物联网)。我有时列表在这里仅仅因为它是引用的,就好像它是一个协议。不包括在表中。

LTE-Cat0

指的是一个讨论在LTE世界建立一个新的概要文件对于小IoT-type设备(类别0),下表中未涉及。

LTE-MTC

这是LTE添加进一步的工作做更好的机械化的通信功能(MTC)。下表中未涉及。

表

(单击表来扩大)

(更新:轻微澄清表;正式Weightless-P网络容量补充道,Weightless-P数据率修正)

[更新9/15/15:澄清罗拉和LoRaWAN之间的区别;编辑几个表条目:罗拉列对称(在总是倾听模式下,它可以被认为是对称的),节点数(应该SIGFOX一样;在现实中,也不能做数百万由于干扰,但对于table-comparison目的,如果一个是数百万,那么其他太)。澄清了劳拉标准状态给劳拉/ LoRaWAN区别。澄清,斜坡弯道目前不是一个标准,但是他们与IEEE合作。)

更多信息:

罗拉

NWave

斜坡弯道

法国梧桐

SIGFOX

Telensa

轻便

琥珀色的无线

M2M频谱网络

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