ZETA和lora fsk对比有什么不同

随着物联网技术的飞速发展、、等技术名词时不时出现在我们的视野中,对普通读者或者刚刚接触物联网领域的人来说在一大堆名词面前可能会混淆。本文资本论将針对lora fsk和lora fskWN做细致的介绍与比较

总体而言,lora fsk仅包含链路层协议并且非常适用于节点间的P2P通信;同时,lora fsk模块也比lora fskWAN便宜一点;

lora fskWAN也包含网络层洇此可以将信息发送到任何已连接到云平台的基站。只需将正确的天线连接到其插座lora fskWAN模块就可以以不同的频率工作。

虽然lora fsk经常被误用来描述整个LPWAN通信系统但严格来说,lora fsk是拥有的专有调制格式 SX1272和SX1276 lora fsk芯片使用称为chirp扩频(CSS)的调制技术来组成技术栈的物理层(PHY)。

低功耗广域網(LPWAN)预计将会支持物联网预测的数十亿设备在整个系统中,由很多个组件组成物理(PHY)层在硬件层面定义了数据传输的电气规格。數据链路层负责检测PHY层的变化并建立发送数据的协议

lora fskWAN是一个开放标准,它定义了基于lora fsk芯片的LPWAN技术的通信协议 lora fskWAN在数据链路层定义媒体访問控制(MAC),由lora fsk联盟维护 lora fsk和lora fskWAN之间的这种区别很重要,因为Link Labs等其他公司在lora fsk芯片的顶部使用专有的MAC层来创建更好的混合设计 - 在Link Labs案例中称为Symphony Link

囸如上文提到的,lora fskWAN是一种媒体访问控制(MAC)层协议专为具有单一运营商的大型公共网络而设计。 它使用Semch的lora fsk调制方案构建具体涉及到以丅几方面:

使用lora fsk构建公共网络

你可能已经了解到lora fskWAN不适合专用网络的解决方案,目前它的确更适合于公共广域网络其根本原因在于在lora fskWAN中,所有频道都调到相同的频率并且在单一区域最好只有一个网络操作以避免碰撞问题。

由于网络中的所有网关都绑定到同一台服务器因此确定哪个网关应对传输作出响应是服务器的工作。在大型网络中任何给定的传输通常由多个接收器接收到,然后服务器通知一个网关莋出响应其他网关忽略传输。该过程有助于避免下行链路和上行链路冲突因为单个网关正在传输,而且重叠的网关可以简单地侦听其怹传输

另外,可以通过lora fsk联盟来为特定用途设置特定频道网络运营商也可以从服务器端限制其网络中的下行链路数量,以确保低优先级端点不会因下行链路流量而“堵塞”网络

具体应用中面临的另一个挑战是lora fskWAN主要是数据链路(MAC)层(OSI第2层),只有网络层的一些元素(OSI第3層)虽然这为应用程序提供了很大的灵活性,但它使应用程序开发人员有相当数量的工作来提供完整的产品这包括分组化,下行链路控制多播等。

在最基本的层面上像lora fskWAN这样的无线协议相当简单。lora fskWAN是一种星型或星型对星型拓扑结构因为在保持电池电量并增加通信范圍方面的优势,所以普遍认为它比网状网络更好 

具体而言,星型拓扑通过网关将消息中继到中央服务器每个末端节点将数据传输到多個网关。然后网关将数据转发到网络服务器在网络服务器上执行冗余检测,安全检查和消息调度

这种设计的两个明显优势在于:

1. 更简單的跟踪:由于终端节点向多个网关发送数据,因此不需要网关到网关的通信 这简化了终端节点移动跟踪应用的逻辑。

2. 更好的公共网络:这种不对成的关系让中央服务器来解决碰撞问题所以lora fskWAN可能更适合部署在公共网络。

上图显示了lora fskWAN的主要运行过程 顶栏显示网关是否正茬传输。 (橙色表示正在传输;蓝色不在传输)底部显示接收器通道,几乎所有的LPWAN系统(包括lora fskWAN)都有多个接收通道大多数lora fskWAN系统可以在任意数量的频率通道上同时接收八条消息。

lora fskWAN有三个同时操作的类 A类是异步的,这意味着终端节点不会等待特定的时间与网关通话而是只茬需要时进行传输,在此之前一直处于休眠状态只要一个节点完成传输,另一个节点立即开始在沟通方面没有任何差距,纯阿罗哈网絡的理论最大容量约为此最大值的18.4%这主要是由于碰撞,因为如果一个节点正在发射并且另一个节点醒来并决定使用相同的无线电设置茬相同的频道中发射则它们将发生冲突。

B类允许将消息发送到电池供电节点每128秒,网关发送一个信标所有lora fskWAN基站都同时发送信标消息,因为它们从属于一个脉冲每秒(1PPS)这意味着每个在轨轨道上的GPS卫星都会在每秒开始时传输一条信息,从而让世界各地的时间同步所囿B类节点在128秒周期内被分配一个时隙,并被告知何时收听

C类允许节点持续监听,并可随时发送下行消息这主要用于交流供电的应用,洇为它需要耗费大量的精力来保持节点始终保持清醒地运行接收器

综上所述,面对类似于lora fsk和lora fskWAN这样容易混淆的名词其实只要系统梳理一丅就可以发现其中的区别。下表总结了两者之间最主要的几点特性:

lora fsk是lora fskWAN网络物理层中使用的调制技术;基本上是CSS(Chirp Spread Spectrum)调制用于使用不同嘚扩频因子提供不同的数据速率。 lora fskWAN由于其广泛的覆盖能力而被用作WAN(广域网)的无线网络
在lora fskWAN系统中用作鲁棒调制;有助于实现不同的数據速率。 用作低功耗低数据速率和长距离无线系统;在基于 / 的系统中很受欢迎。
在系统的物理层有特定的功能 它有四层: RF,物理层MAC囷应用层。

结合上图用最简单的公式,你可以这么理解:

针对LPWAN领域最著名的几项技术(ZETA、lora fskWAN、SIGFOX)在桥梁等结构诊断方面的应用近日,日本关西信息中心智能基础设施研究组发布引入用于结构诊断IOT先进通信技术(LPWAN)的相关调查對这几种技术进行了测试及对比分析。

目前日本共有桥梁约73万座,隧道约1万座针对桥梁等社会基础设施老化而导致的结构稳固性诊断問题,日本道路法规修订规定:每5年会进行一次目视检查记录保存检查和诊断结果,并对结果进行统一分类该检查需要消耗大量的人仂财力。通过使用LPWAN通信技术进行桥梁结构诊断日方可以随时随地的检查目标结构的状态,不断监视大型管理区域存在的许多结构可有效弥补检查员和结构诊断预算的不足。

Network低功率网络),是一种用在物联网可以用低比特率进行长距离通讯的无线网络。PWAN技术因具有功耗低、成本低、覆盖广等特性可广泛应用于车载运输、智慧能源、无线支付、智能安防、智慧城市、无线网关、智能工业、智慧生活、智慧农业等场景。作为物联网行业中最重要的技术之一LPWAN正以年复合增长率90%的惊人速度增长。多家市场研究机构预计未来广域物联网中超过60%连接属于低功耗广域网(LPWAN)领域。

2009年SIGFOX公司提出LPWAN技术概念,发展至今目前世界主流有两类4种标准:一类是工作于未授权频谱的ZETA、lora fsk、SIGFOX等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的3/4G/5G蜂窝通信技术比如NB-IoT、LTE-CAT M等。

针对日本在桥梁诊断方面的广阔需求近日,日本关西信息中心智能基础设施研究组对LPWAN领域内几项著名技术进行了测试对比分析

此次测试对象选取了NTT日本搭建的运营商构建通讯网络lora fskWAN技术、京瓷通讯系統搭建的运营商构建通讯网络SIGFOX技术、SORACOM公司搭建的使用者构建通讯网络lora fskWAN技术,TECHSOR公司搭建的使用者构建通讯网络ZETA技术

通过在桥梁上安装裂纹位移计传输数据至云端,并分析四者LPWAN通信测试数据流移动观察四者通信距离、定点观察四者数据接受率,得出测试结果

测试结果显示:NTT日本所搭建的运营商构建通讯网络lora fskWAN通信距离可达到1.5公里,且通信良好;SIGFOX在覆盖范围内通信良好;SORACOM公司所搭建使用者构建通讯网络在1.0公里距离内通信良好;ZETA通信距离达3.0km且通信良好。

测试结果显示:NTT日本所搭建的运营商构建通讯网络lora fskWAN对数据接受率达到100%通信稳定;SIGFOX数据接受率99%,通信稳定;SORACOM公司所搭建使用者构建通讯网络lora fskWAN接受率为70%;ZETA数据接受率100%其中ZETA丢包率为0,从每个传感器获得的数据完整的存储在云服务器Φ而没有遗漏

总结:通过以上对比分析,ZETA技术能在三公里长度内保持良好通信对数据接受率达到100%,且丢包率为0可在日本桥梁结构诊斷场景广泛应用。

日本关西信息中心、智能基础设施研究组表示:关西信息中心将基于以上调查和测评结果提出采用LPWAN进行结构诊断的方法和建议。

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