Low Power Wide Area Networks (LPWANs), The required wireless infrastructure for Smart Cities

Taraxa Group, August 2016Iran Smart City Summit - Workshops

Language: Persian

زیرساخت‌،‌(LPWAN)دوربرد‌با‌توان‌پایین‌شبکه‌های‌بی‌سیم‌مورد‌نیاز‌برای‌هوشمندسازی‌شهرها

95شهریور‌–گروه‌تاراکسا‌

شهر‌هوشمند

ضرورت هوشمندسازی شهرها

۱۹۶۴

20۱۴2050

36%

54%70%

ضرورت هوشمندسازی شهرها

...از شهر الکترونیک، تا شهر هوشمند

شهر آفالین شهر آنالین و الکترونیک !شهر هوشمند و زنده

IoTشهر هوشمند، بر پایه داده های لحظه ای و

مبتنیییی یییی هوشمندساااا و تحلیی تجزیی جمع آوری، ارسال و .استاطالع ت لحظه ا

اطالع ت و ، ی (Data)داده ه تبدی ، ط دو ف آینید (Knowledge)دانش . لندمدتکوتاه و

Smart Cities Councilبرگرفته‌از‌

IoTبستر‌هوشمندسازی‌،

روز از اصل ت ین رونیدهای یک ( Internet of Things, IoTاینت نت اشیاء، )چیزها اینت نت •جهان ؛فناوری اطالعات و ارتباطات در ع ص حوزه

•IoT مط ح شد؛ توسط کوین اشتون ۱۹۹۹ ار در سال نخستینوده ، دارای هویت دیجیتال ی(انسان، حیوان و اشیاء)در آن ه چیزی ک دنیای نمایان گ •

. و ا اتصال شبک ، اطالعات مورد نیاز از آن جمع آوری و یا آن ارسال شوداز جمل ( هاVertical) خش ها نفوذ این فناوری سیار گست ده وده و نوع تمام حوزه •

. را تحت تاثی خود ق ار خواهد دادشه ها

“Gartner Hype Cycle”, 2015

“The Internet of Things: MAPPING THE VALUE BEYOND THE HYPE”, Mckinsey Global Institute, 2015.

“Low Power Wide Area (LPWA) networks play an important role in connecting a range of devices”, Hewlett Packard Enterprise, May 2016.

IoTمعماری سامانه های

“Building The Internet of Things”, Cisco, Oct. 14-16, 2014.

IoTمعماری ساده سامانه های

حسگ ها /سخت افزار

الی ارتباط و اتصال

(مدی یت دستگاه ها، ذخی ه و پ دازش داده ها)APIس ور و

(وب سایت، اپلیکیشن مو ای )نمایش داده و کار دها

حسگرها: معماری

"Planning an architecture for the Internet of Things", MuleSoft, IoT Expo 2014

ارتباط: معماری

ارتباط: معماری

“Cellular networks for massive IoT” Ericsson, January 2016.

(اسهم شبکه ه)ارتباط : معماری

APIسرور و : معماری

"Planning an architecture for the Internet of Things", MuleSoft, IoT Expo 2014

کاربردها: معماری

حلقه ارزش

“Inside The Internet of Things” Deloitte University Press.

LPWANشبکه‌های‌

:کلیدیویژگ های افناوری هاازگ وه

؛(...وهوشمندکنتورنظی کار دهای ایسال،۱0تا)طوالن ات یعم •

طوالن ؛فواص دراتصالوامکانوسیعرادیوی پوشش•

؛قیمتارزانشبک اجزایوچیپ ست ها•

.محدوددادهانتقالظ فیت•

LPWAشبکه های

،‌هینهبا‌ایجاد‌ناحیه‌پوشش‌وسیع‌با‌هزینه‌پایین‌تر‌و‌مصرف‌توان‌بLPWAشبکه‌های‌موجودشبکه‌های‌سلولی‌و‌تکنولوژی‌های‌برد‌کوتاه‌مکمل‌

“The Cellular IoT Landscape: a disruptive opportunity for IoT NOW!”, SAGEMCOM, EUCNC, 2015.

oشپای)شه یروزم هف ایندهای ه ه وریافزایشمنظور هوشمندشه درمتنوعکار دهای؛(...ومتص ز ال سط هوشمند،آ یاریهوشمند،پارکینگمختلف،آالینده های

oن هایزمیومنا عاز هین استفادهمنظور کشاورزیپایشوکنت لدرمتنوعکار دهایکشاورزی؛

oو(مندهوشکنتور)ان ژی هین استفادهمنظور هوشمندساختمان های م وطکار دهای؛...

o؛(...وآتش سوزیحسگ هایزلزل ،ل زشگ های)عموم امنیتحوزهکار دهای

oاستفادهامکاناج ای ،ف ایندهای ه ه وریافزایشمنظور تامینزنجی ه م وطکار دهای.مشت یانرضایتمندیافزایشوجدیدتجاریمدل هایاز

o...

برخی نمونه کاربردها

( 1000اعداد به )LPWAده کاربرد برتر شبکه های

“Low Power Wide Area (LPWA) networks play an important role in connecting a range of devices”, Hewlett Packard Enterprise, May 2016.

LPWAسهم بازار شبکه های

درصد ازار ۱0حدود درIoT ؛2023تا سال تنها ق اری اتصال این تعداددرآمد حاص از دالر میلیارد ۱0 الغ.

“Low-powered wireless solutions have the potential to increase the M2M market by over 3 billion connections”, Analysys Mason, 2014.

LPWAانواع شبکه های

یتفاوت هااساس ت ینازیک ک م گی ندق ارمختلف فناوری های،LPWAشبک هایحوزهدر دون اندهایدرک LPWAفناوری های.تکنولوژی هاستاستفادهموردفرک نسیطیفدرآن ها ازار ورودتاراحت ت یمسی رایگان،ف کانس طیفمزیتازاستفاده ام کنندکار(ISM)مجوز اندهایدرک دارندق ار3GPPموسس توسطشدهاستانداردشبک هایمقا ،در.ک دخواهندط . ودخواهند خوردار االت یاطمینانض یبازنظ وم کنندکارمجوزدارای

:م شوندتقسیمدست دو نیزم کننداستفادهک مدوالسیونینوعاساس LPWAشبک های؛HZ200حدوددر اندیپهنای ا اریک اندکانال هایازاستفاده:(UNB) اریک اندفوق•،(kHz250یاkHz۱25حدوددر) یشت اندپهنایازاستفاده:گست دهطیفووسیع اند•

درار کچنددادنق ارمنظور گست دهطیفچندگان دست س تکنیک هایاز ه ه گی ی.کانالیک

LPWA :SigFoxشبکه های

فناوری هایاولینازیکLPWANحوزهدرمع ف شدهIoT(200۹)؛

مدوالسیونازاستفادهUNB مناطقواجسامدر االنفوذقا لیتمنظورداخل ؛

ف کانس اندآزاد خشاز(ISM)؛م د ه ه

ارسال قادرا زارهاازیکه ) هین پاییندادهن خ اتجهیزات ای هینک استاصل داده ایت ۱2حداکث دارایپیامه وروزان پیام۱40حدودسای وهشدارهامص ف ،ان ژیمکان ،داده هایارسال ایمیزاناین

؛( ودخواهدکاف اینچنین کار دهای

LPWA :SigFoxشبکه های

50تا30پوششناحی درمتص ش میلیونیکحدودازپای ایستگاههپشتیبان شه یمناطقدرکیلومت ۱0تا3وروستای مناطقدرکیلومت .م کند

انیا؛اسپوانگلستانف انس ،:شبک اینفعل پوششتحتنواح خ

است؛مح مان آنشبک الی پ وتک های

حاض حالدرSigfox؛.م کندشارژیورو۱ا زاره ا تراکار ان

2020سالتاا زارمیلیون۱00حداق رسیدن:هدف.

LPWA:LoRaشبکه های

وتداخلبرابردربودنمقاومدلیلبهCSSمدوالسیونازدههچندینفادهاستفضاییارتباطاتونظامیکاربردهایدروسیع،پوششناحیهبرایمناسبوهزینهکمپیاده‌سازیاولینلوراامااست،شده

بهیازنبدونباندهایدرکهاستسیستمیچنینازتجاریکاربردهایstarشبکهاینتوپولوژی.می‌کندکارمجوز of starاست.

“A technical overview of LoRa® and LoRaWAN™”, LoRa Alliance November 2015.

LPWA:LoRaشبکه های

Low battery, Long range

A lot of devices

Low bandwidth, Unlicensed Bands

Low cost

Openness SpiritSecurity

LPWA:LoRaشبکه های

LPWA:LoRaشبکه های

LPWA:LoRaشبکه های

در یک نگاهLPWANمقایسه برخی استانداردهای مطرح

صال‌بررسی‌عملی‌یک‌نمونه‌اتLPWANبر‌پایه‌

میک وکنت ل

حسگ هاماژول رادیوی

گره انته یی (EndNode)

درگ ه اتص ل و سرورشبکه

دریافت داده از گ ه و فوروارد آن ن س ور اپلیکیش

دریافت داده ها از شبک و ذخی ه سازی

دادهآن در پایگاه

سرور ک ربرد (App-Server)

یک گره نمونه به شبکه و دریافت دادهاتصال

سنمونه اتصال و سرویبررسی عملی

سپاس‌از‌توجه‌شما