در بخش اول و دوم به شبکههای LPWAN، پروتکل LoRa، توپولوژی، محدوده باند فرکانسی، لایه‌های ارتباطی و پروتکل‌های امنیتی در این شبکه پرداختیم. در ادامه این مبحث قصد داریم به مقایسه پروتکل LoRaWANبا دیگر پروتکل‌های ارتباطی اینترنت اشیا یعنی Sigfox، NB-IoT، Zigbee بپردازیم.
LoRaWAN در مقابل Sigfox
هر دو LoRaWAN و Sigfox ارتباط بی‌سیم را برای مسافتهای طولانی و کم‌مصرف فراهم می‌کنند، با این حال LoRaWAN و Sigfox دارای فناوری‌ها و مدل‌های تجاری بسیار متفاوتی هستند.
معایب پروتکل SigFox:
- در همه جا مستقر نیست بنابراین در حال حاضر برای کاربردهای زیادی مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.
- گرچه ارتباطات بین نقطه انتهایی تا ایستگاه پایه بهتر است و قابلیت دو طرفه دارد اما ظرفیت آن از ایستگاه پایه به نقطه انتهایی محدود است.
LoRaWAN در مقایسه با NB-IoT
LoRa و Sigfox تحت فناوری اینترنت اشیا IoT غیرسلولی قرار دارند اما NB-IoT در رده شبکه اینترنت اشیا IoT سلولی قرار می‌گیرد.
NB-IoT بر روی یک طیف سلولی دارای مجوز کار می کند. دستگاه‌ها باید در فواصل منظم با شبکه همگام شوند. در معماری LoRa مبتنی بر ALOHA ، چنین هماهنگی شبکه‌ای لازم نیست.
فناوری LoRa IoT بر روی طیف فرکانس رادیویی دارای مجوز کار می‌کند (Sigfox هم همین کار را می‌کند). بر این اساس برنامه‌های طراحی شده توسط LoRaWAN حداقل هزینه را دارند و عملکرد باتری افزایش می‌یابد. خدمات NB-IoT هماهنگ شده‌اند و در بیشتر باندهای فرکانس دارای مجوز ارائه می‌شوند.
هر دو LoRa و NB-IoT پوشش در محدوده 10 تا 15 کیلومتر را فراهم می‌کنند. با این حال NB-IoT در مکانهای پیچیده شهری بهتر عمل می‌کند و عملکرد آن در مناطق حومه یا روستایی تا حدودی مشخص نیست. از آنجا که LoRaWAN برای عملکرد به داده‌های تلفن همراه یا وای‌فای تکیه نمی‌کند، پوشش آن نسبت به همه مکان‌ها نسبتاً پایدار است.
توجه: ایستگاه‌های پایه LoRa با کسری از هزینه‌های مربوط به ایستگاه‌های پایه 4G-LTE که برای استقرار NB-IoT لازم هستند ساخته می‌شوند و نیاز به سرمایه گذاری پایینتری دارند.
از آنجا که NB-IoT یک فناوری بی‌سیم از نوع سلولی است، تراشه های آن پیچیده‌تر هستند. این بدان معناست که کاربران سطح بالایی از کارایی را در ارتباط با اتصالات تلفن همراه دریافت می‌کنند اما با هزینه پیچیدگی و مصرف بیشتر انرژی.
مزایای NB-IoT عبارتند از:
- پوشش بسیار خوبی دارد. دستگاه‌های NB-IoT به پوشش 4G تکیه می کنند، بنابراین می‌توانند به خوبی در داخل خانه و در مناطق متراکم شهری کار کنند.
- زمان پاسخگویی سریعتری نسبت به LoRa دارد و می‌تواند کیفیت بهتری در ارائه خدمات را تضمین کند.
اشکالاتی در NB-IoT وجود دارد که عبارتند از:
- دستگاه‌های LoRa نسبت به دستگاه‌های NB-IoT عمر باتری بیشتری دارند.
- دستگاه‌های LoRa هنگام حرکت به خوبی کار می‌کنند که باعث می‌شود آنها برای ردیابی دارایی در حال حرکت مانند حمل و نقل مفید باشند.
- قطع دستی شبکه و دکل یک مشکل خواهد بود بنابراین NB-IoT برای دارایی‌های در درجه اول استاتیک مانند کنتورها و سنسورها در یک مکان ثابت مناسب است و برای دارایی‌های رومینگ مناسب نیست.
LoRaWAN درمقایسه با Zibgee
ZigBee یک استاندارد بی‌سیم 2.4 گیگاهرتز است که با توجه به استاندارد IEEE 802.15.4 ساخته شده است. بسیاری از کاربردهای مختلف را می‌توانید با استفاده از آن اجرا کنید.
ZigBee یک شبکه مش است، بنابراین هر گره در یک سیستم ZigBee می‌تواند به عنوان یک نقطه پایانی داده بی‌سیم یا یک تکرار کننده عمل کند. اطلاعات از گره به گره تا رسیدن به روتر حرکت می‌کند. این برنامه برای کاربردهای با نرخ نسبتاً پایین طراحی شده است و به طور مرتب برای اتوماسیون منزل و روشنایی هوشمند استفاده می‌شود.
مقایسه معماری شبکه Zigbee مش در مقابل معماری شبکه ستاره-ستاره ستاره LoRaWAN؟
LoRaWAN از توپولوژی ستاره‌ای استفاده می‌کند و Zigbee از توپولوژی مش استفاده می‌کند.
در یک شبکه مش، گره‌های انتهایی برای افزایش دامنه ارتباط و اندازه سلول شبکه، اطلاعات سایر گره‌ها را به جلو هدایت می‌کند. در حالی که این دامنه را افزایش پیدا می‌کند، پیچیدگی هم افزایش می‌یابد و ظرفیت شبکه کاهش می‌یابد و همچنین زمان دریافت اطلاعات از گره‌های دیگر زیاد می‌شود و طول عمر باتری را کاهش می‌دهد. در طولانی مدت معماری ستاره در صورت دستیابی به اتصال به دوربرد برای حفظ عمر باتری بهتر عمل می‌کند.
گره‌های یک شبکه LoRaWAN ناهمگام هستند و وقتی داده‌هایی آماده ارسال برای برنامه‌های محور یا برنامه‌ریزی شده دارند ارتباط برقرار می‌کنند. به این نوع پروتکل معمولاً روش Aloha گفته می‌شود. در یک شبکه مش یا شبکه همگام مانند تلفن همراه، گره ها معمولاً برای همگام سازی با شبکه و بررسی پیام ها باید بیدار شوند. این هماهنگ سازی انرژی قابل توجهی مصرف می‌کند و منجر به کاهش طول عمر باتری می‌شود.
آیا LoRa WAN بهتر از رقبای خود است؟
آیا LoRa و LoRaWAN بهتر از سایر فناوری‌ها (NB-IoT ، Sigfox و غیره) هستند؟
LoRaWAN برگرفته از LPWAN است و امکان اتصال به همه جا را برای کاربردهای اینترنت اشیا IoT در فضای باز با ساختارهای شبکه و مدیریت ساده برقرار می‌کند.
اعتبارسنجی LoRa و LoRaWAN
آیا LoRa و LoRaWAN توسط کنسرسیوم یا شرکت اصلی پشتیبانی می‌شود؟
LoRaWAN و LoRa توسط LoRa Alliance پشتیبانی می‌شود، یک اتحادیه غیردولتی و شامل بیش از 500 شرکت عضو (از سال 2018) که متعهد به ایجاد امکان استقرار در مقیاس بزرگ از شبکههای با پهنای باند کم (LPWAN) IoT از طریق توسعه و ارتقاء استاندارد منبع باز LoRaWAN است.
شرکتهای موسس LoRa Alliance شامل تأمین کنندگان فناوری و اپراتورهای مخابراتی هستند که عبارتند از:
- سیسکو
- Eolane
- آی بی ام
- کرلینک
- IMST
- MultiTech
- Sagemcom
ارتباطات از راه دور
- Bouygues Telecom
- KPN
- SingTel
- Proximus
- Swisscom
- FastNet (بخشی از Telkom در آفریقای جنوبی)
