- Sigfox Teknolojisi nedir
- Sigfox'un Özellikleri
- Sigfox Ağ Mimarisi
- Sigfox güvenliği ve gizliliği
- Sigfox Uygulaması
- Sigfox modül üreticileri
Kablosuz teknoloji yarışı, 1890'larda, Marconi'nin dünyanın ilk radyo istasyonunu kurduğu ve o zamanlar insanların bilgi alışverişi şeklini tamamen yeniden tanımlayan kablosuz telgrafı tanıtmasıyla başladı. Bugün, dünyanın en derin köşesinde bile yaşayan herkese büyük miktarda veriyi kablosuz olarak iletmek için birçok yeni hücresel teknolojiyle ilerledik. Ancak son zamanlarda kendi aralarında iletişim kurmak zorunda olanlar sadece insanlar değil. Makineler ve diğer elektronik cihazlar da bağlantılı bir ağ kurmak için birbirleri arasında bilgi alışverişi yapmaya başladılar.. Bu cihazlar çoğunlukla uzak bir konumdan bir pille çalışır ve onu mümkün olan minimum güçle uzun mesafelerde iletişim kurmaya zorlar. Bu gereklilik, ZigBee, LoRa, Sigfox vb. Gibi yeni iletişim teknolojilerine olan ihtiyacı doğurmuştur. Önceki makalemizde LoRa'nın ne olduğunu zaten tartışmıştık ve bu nedenle bu makalede Sigfox adlı benzer bir kablosuz iletişim protokolünü ve bunun önemini öğreneceğiz. bağlantılı teknoloji.
Sigfox Teknolojisi nedir
Sigfox bir olduğu uzun hücresel kablosuz iletişim aralığı olduğunu öncelikle Things (IOT) ve düşük verimlilik Internet teklifler özel çözümler M2M uygulamaları onun hizmetine sunulması ile uçtan uca IOT bağlantı hizmetleri o Patentli teknolojileri kullanarak. Sigfox ağ protokolü, yazılım tanımlı radyolarla entegre olan patentli baz istasyonlarına sahiptir. Uç cihazlar, baz istasyonlarına bağlanmak için ikili faz kaydırmalı anahtarlama (BPSK) modülasyonunu kullanır.
Sigfox ağı, düşük güç tüketimi üzerinden etkili iletişimi kolaylaştırmak için tasarlanmıştır. Düşük güç tüketimi, uzaktaki cihazların minimum pil şarjı veya bakımıyla uzun süre çalışmasını sağlar. Sigfox, uzun mesafelerde IoT iletişimini mümkün kılarak minimum baz istasyonuyla iletimi mümkün kılar. Sigfox ağı, uzak düğümlerin baz istasyonlarıyla iletişim kurmak için interneti kullanmasını sağlamak için hücresel stil yaklaşımını kullanır. Bu, internet bağlantısı olduğu sürece geniş bir coğrafi alan üzerinden Sigfox düğümlerinden uzaktan kontrol ve veri toplamayı kolaylaştırır.
Sigfox'un Özellikleri
Sigfox, 2009 yılında piyasaya sürülmesine rağmen, yakın zamana kadar popülerlik kazanmadı. Günümüzde IoT'nin gelişiyle Sigfox, akıllı elektrik sayaçları, akıllı saatler vb. Gibi düşük güçlü cihazları bağlamak için bir iletişim standardı olarak oldukça kullanılıyor. Sigfox'u tercih edilen bir ağ haline getiren özelliklerine bir göz atalım.
Yüksek ağ kapasitesi
Sigfox, milyarlarca nesneye kadar ölçeklenmesini sağlayan yüksek bir kapasiteye sahiptir; bunun nedeni, direnç ve girişime karşı esnekliği barındıran ultra dar bant modülasyonudur. Sigfox altyapısı, frekans ve zaman çeşitliliğini kolaylaştıran rastgele erişim kullanır. Yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı bant genişliğinin kullanılması, kullanılan radyo bağlantısından bağımsız olarak tutarlılığa izin verir.
Yüksek enerji verimliliği
Sigfox ağı, Sigfox donanımını üretirken kullanılan düşük güç tüketen yarı iletkenler sayesinde yüksek enerji verimliliğine sahiptir. Bu yarı iletkenler, Sigfox modüllerinin yalnızca yaklaşık 10mA - 50mA akımla veri iletmesine izin verir. Sigfox ağ mimarisi, veri aktarımını gerçekleştirmeden önce cihazlar ve baz istasyonu arasında mesaj senkronizasyonunu yürütmez, bu, eşleştirmeye gerek olmadığı anlamına gelir. Cihazlar ve baz istasyonu arasında eşleştirme eksikliği, uzun pil ömrü sağlar ve Sigfox'a diğer teknolojilere göre avantaj sağlar. Sigfox, boştayken yalnızca birkaç nano amper tüketir, bu güç tüketimi oranı ihmal edilebilir ve verimliliği daha da artırır.
Uzun mesafe
Sigfox'un konuşlandırılması, minimum sayıda baz istasyonuyla geniş bir coğrafi alanı kapsar. Radyo frekansı aralığı (RF), her çıkış için veri hızı anlamıyla tahmin edilir, düşük veri hızı ile uzun menzil elde edilir. Uzun menzilli baz istasyonlarının uygulanması , minimum maliyetle geniş bir Sigfox ağının uygulanmasını sağlar. Sigfox'un uzun menzili, baz istasyonlarının daha az hassasiyete sahip olması ve nesnelerin düşük çıkış gücüne sahip olması ile de kolaylaştırılmıştır. Kırsal alanlarda, bir Sigfox ağı, minimum parazit nedeniyle ortalama 30 km - 50 km aralığını kapsar. Bununla birlikte, çok fazla engelin olduğu şehir merkezlerinde Sigfox menzili 10 km'ye düşüyor.
Girişime karşı direnç
Sigfox, benzersiz sıkışma önleme özelliklerini kolaylaştıran baz istasyonunun +20 dB'lik uzamsal çeşitliliği ile entegre olan 192KHz Ultra Barrow Band (UNB) kullanır. Sigfox ağı, Endüstriyel, Bilimsel ve Medikal (ISM) bantta çalışmak için Ultra Dar Bant kullanırçünkü yayılmış spektrum sinyalleri UNB sinyalleri tarafından engellenir. Avrupa'da, Uplink 100Hz bant genişliğine sahipken, ABD'de bant genişliği 600Hz'i aşıyor. Avrupa Birliği maksimum gücü 25 mW ile sınırladı. Aşağı bağlantı, 1.5KHz'lik bir kanal bant genişliğine ve 600 bps'lik bir veri aralığına sahiptir. Aşağı bağlantı ayrıca maksimum güç çıkışını 500 mW ile sınırlar. Sigfox'un ISM bandında etkili bir şekilde çalışmasını kolaylaştırmak için en uygun esneklik. Bu, sinyal bozucu olduğunda bile iletilmesine izin verir. Bununla birlikte, düşük gürültü örtüşmesi, Ultra-Dar bant için kendine özgü sağlamlığa neden olur. Sonuç olarak, bir mesajın iletilmesi için sinyalin en az 8 dB'ye sahip olması gerekir.
Sigfox Ağ Mimarisi
Sigfox ağ mimarisi yatay ve incedir ve 2 katmana sahiptir. Birinci katman, ağ ekipmanından çoğunlukla baz istasyonlarını ve diğer unsurları içerir. Bu katmanın amacı, IoT cihazından mesajlar almak ve bunları Sigfox Destek sistemlerine iletmektir. Bu ağ, IoT cihazlarının yakınındaki herhangi bir baz istasyonuna bağlanmasına izin veren bir tek atlamalı yıldız topolojisine sahiptir. İkinci katman Sigfox Destek SistemidirBaz istasyonlarından gelen mesajların işlendiği ve geri arama yoluyla müşteri sistemine gönderildiği yer. Bu katman aynı zamanda Sigfox, son müşteriler, Sigfox operatörleri ve kanallar gibi çeşitli aktörlerin web arayüzleri veya API'ler kullanarak ekosisteme giriş noktasını sağlar. Katman, ağ tarafından toplanan verileri analiz etmek için havuza ve diğer araçlara sahiptir. Katman ayrıca ağın konuşlandırılmasını, çalıştırılmasını ve izlenmesini destekleyen modüller ve özellikler içerir. Özellikler, faturalama ve sipariş için İş Destek Sistemini (BSS) ve ağ dağıtımını ve izlemeyi desteklemek için Radyo Planlamayı içerir. Genel internet, iki katmanı güvenli VPN bağlantıları üzerinden birbirine bağlar.
IoT cihazlarından gelen veriler hava yoluyla baz istasyonlarına gönderilir, ardından 4G yedeklemeli DSL bağlantısını kullanan ana taşıyıcıdan geçer. Uydu bağlantısı, DSL ve 4G'nin bulunmadığı yerlerde yedek olarak kullanılır. Mesaj işleme de ana taşıyıcı tarafından gerçekleştirilir, bu mesajlar çekirdek ağa birçok kopya kadar ulaşır, ancak müşteriler tarafından bir web arayüzü aracılığıyla erişilebilen yalnızca bir kopya saklanır.
Sigfox güvenliği ve gizliliği
Sigfox'un birincil odak noktası IoT ile kullanılmak olduğundan, ağ, hareket halindeki ve hareketsiz durumdaki verileri korumak için güvenlik duvarları uygulayarak güvenliği artırmak üzere tasarlanmıştır. IoT cihazlarınızın güvenliğini nasıl sağlayacağınız konusunda daha iyi bir fikir edinmek için IoT Güvenliği zorlukları hakkındaki bu makaleyi de okuyabilirsiniz. Şimdi Sigfox'taki farklı güvenlik özelliklerine bir göz atalım.
Güvenlik duvarı güvenliği
Sigfox, IoT nesnelerinin internet protokolünü kullanarak bağlanmasını veya iletişim kurmasını kısıtlayan dahili bir güvenlik duvarına sahiptir. İnternet üzerinden iletişim kurmak için bir nesne, mevcut erişim istasyonları tarafından alınan bir radyo mesajı gönderir. Erişim istasyonu daha sonra mesajı Sigfox destek sistemine iletir ve bu da mesajı belirtilen hedefe iletir. Sigfox destek sistemi ayrıca gönderici nesneye yanıtı baz istasyonları aracılığıyla iletir. Güvenlik güvenlik duvarı böylece IoT nesnelerini internetle ilgili saldırılardan korur.
Veri güvenliği
Sigfox mimarisi, güvenli veri kimlik doğrulaması ve yeniden oynatmanın önlenmesini garanti eden bir güvenlik mekanizması sağlar; ayrıca ekstra bir dinleme önleme mekanizması sağlar. Sigfox'un IoT zinciri, cihazlar ve müşteri tarafından saklanan kimlik doğrulama anahtarlarını içerir; bu anahtar Sigfox Sistemi tarafından depolanan verilere erişmek için gerekli olacaktır. Sonuç olarak, Sigfox'un veri mekanizmaları, çeşitli ekosistem ve farklı yerel düzenlemeler içinde güvenliği garanti eder. Her cihaz için kimlik doğrulama anahtarı benzersizdir, yani bir cihazın kimlik doğrulama güvenlik anahtarının tehlikeye atılması diğer cihazların güvenliğini etkilemez. Bununla birlikte, herhangi bir cihazın güvenliği üreticinin takdirine bırakılmıştır.
Sigfox Uygulaması
Sigfox teknolojisi, geniş bir alan kapsamı üzerinde çalışan düşük maliyetli M2M uygulaması için uygundur. Bu alanlar arasında;
- Kişiler, Mallar veya diğer Varlık izleme türleri.
- Enerji sektöründe akıllı ölçüm iletişimi.
- MHealth uygulamalarının iletişimi
- Taşımacılık sektöründe otomotiv iletişiminin yönetimi
- Uzaktan kumanda ve izleme.
- Güvenlik.
Sigfox modül üreticileri
Murata, önde gelen Sigfox mikrodenetleyici üreticilerinden biridir. Popüler Sigfox modülleri, ST Microcontrollers'den STM32 tabanlı kablosuz mikro denetleyiciyi ve ayrıca SX127 Samtech RFIC'yi kullanır. Bu mikro denetleyiciler, 860-930 MHz frekans aralığında çalışır. Bu frekans aralığı, zayıf sinyal alanları durumunda +20 dBm'ye yükseltilebilen +14 dBm'lik bir çıkış gücünü destekler.
Modül |
Üretici firma |
WSSFM10R1: RCZ1 (Avrupa, Orta Doğu, Afrika) |
WiSOL Co. LTD |
TD1207 |
TD Sonraki |
SN10-11 |
InnoComm |
ABZ Sigfox RC1 |
Murata İmalat Ltd.Şti. |
SiPy 14dB |
Pycom |
S-Wing: Bölge 2 ve 4 için Bosch XDK için Sigfox Genişletme kartı |
InnoComm |
S-Wing: Bölge 3 için Bosch XDK için Sigfox Genişletme kartı |
InnoComm |
SN10-12 |
InnoComm |
SN10-22 |
InnoComm |