Trådlösa IoT-nätverksprotokoll

Nedan har vi sammanställt en omfattande, men inte uttömmande, lista över IoT-protokoll (Internet of Things), utan särskild ordning. Om du letar efter en jämförelse av IoT-nätverksprotokoll är detta ett bra ställe att börja.

Men först en liten varning: Oroa dig inte så mycket för protokollet förrän du vet exakt vad din tillämpning behöver. Att bestämma sig för att du behöver interoperabilitet eller ett protokoll som leds av en stor namnkunnig aktör i branschen innan du förstår vilken typ av teknik som är rätt för din tillämpning duger helt enkelt inte. Vårt råd? Lär känna dessa IoT-nätverksprotokoll, men bestäm dig inte för något av dem förrän du vet vad du behöver åstadkomma.

Bluetooth

Bluetooth är ett globalt 2,4 GHz personligt nätverk för trådlös kommunikation med kort räckvidd. Filöverföringar från enhet till enhet, trådlösa högtalare och trådlösa headsets aktiveras ofta med Bluetooth.

Se även: En Bluetooth & ZigBee-jämförelse för IoT-tillämpningar

BLE

BLE är en version av Bluetooth som är utformad för enheter med lägre effekt som använder mindre data. För att spara ström förblir BLE i viloläge utom när en anslutning initieras. Detta gör den idealisk för bärbara fitness trackers och hälsomätare.

Se även: Bluetooth Vs. Bluetooth Low Energy:

ZigBee

ZigBee är ett nätprotokoll för lokala nätverk (LAN) på 2,4 GHz. Det utformades ursprungligen för fastighetsautomation och kontroll – så saker som trådlösa termostater och belysningssystem använder ofta ZigBee.

Se även: ZigBee Vs. Bluetooth: Ett användningsfall med räckviddsberäkningar

Z-Wave

Z-Wave är ett mesh-nätverksprotokoll under GHz och är en egenutvecklad stack. Det används ofta för säkerhetssystem, hemautomation och belysningskontroller.

Se även: Z-Wave Vs. ZigBee

6LoWPAN

6LoWPAN använder en lätt IP-baserad kommunikation för att färdas över nätverk med lägre datahastighet. Det är ett öppet IoT-nätverksprotokoll som ZigBee, och det används främst för automatisering av hem och byggnader.

Se även: 6LoWPAN Utbud: Användningsfallberäkningar

Thread

Thread är en öppen standard som bygger på IPv6- och 6LoWPAN-protokollen. Man kan se det som Googles version av ZigBee. Du kan faktiskt använda några av samma chip för Thread och ZigBee, eftersom de båda är baserade på 802.15.4.

WiFi-ah (HaLow)

Designad specifikt för sensorer och styrenheter med låg dataöverföringshastighet och lång räckvidd, är 802.11ah mycket mer IoT-centrerad än många andra WiFi-motsvarigheter.

Se även: Undersökning av WiFi:s framtid: 802.11ah HaLow, 802.11ad (& Andra)

2G (GSM)

2G är den ”gamla skolans” TDMA-protokoll (vanligtvis) för mobiltelefoni. Uttagsautomater och gamla larmsystem använde detta- och i de flesta delar av världen har det fasats ut eller håller på att fasas ut.

3G & 4G

3G var det första ”höghastighets”-cellulära nätet, och är ett namn som hänvisar till ett antal tekniker som uppfyller IMT-2000-standarderna. 4G är den generation av mobilstandarder som följde på 3G, och är det som de flesta använder idag för mobila mobildata. Du kan använda 3G och 4G för IoT-enheter, men applikationen behöver en konstant strömkälla eller måste kunna laddas regelbundet.

LTE Cat 0, 1, & 3

Med LTE-klasser gäller att ju lägre hastighet desto mindre ström använder de. LTE Cat 1 och 0 är vanligtvis mer lämpliga för IoT-enheter. (Du kan läsa mer om dem i den här artikeln om Radio-Electronics.)

LTE-M1

Detta är det första cellulära trådlösa protokollet som byggdes upp från grunden för IoT-enheter. Med detta sagt är det inte tillgängligt ännu, så hur det fungerar återstår att se.

Med LTE är det värt att förstå att operatörerna vanligtvis inte behöver ändra hårdvara för sina basstationer; uppgraderingar kan göras helt och hållet genom mjukvara. Detta bidrar verkligen till att minska infrastrukturkostnaderna, eftersom företagen inte nödvändigtvis behöver nya basstationer, utan bara ny slutpunktshårdvara.

Se även: LTE-M & 2 andra 3GPP IoT-teknologier att bekanta sig med

NB-IoT

NB-IoT, eller smalbandigt IoT, är ett annat sätt att ta itu med cellulärt M2M för enheter med låg effekt. Det bygger på en DSSS-modulering som liknar den gamla Neul-versionen av Weightless-W. Huawei, Ericsson och Qualcomm är aktiva förespråkare för detta protokoll och deltar i arbetet med att sammanställa det.

5G

Och även om det troligen inte kommer att släppas förrän om fem år, kommer 5G att bli nästa generations protokoll för cellulära nätverk. Den är utformad för hög genomströmning och kommer förmodligen att möta samma problem som 3G och 4G när det gäller IoT.

NFC

Närfältskommunikation är precis som det låter – IoT-nätverksprotokoll som används för mycket nära kommunikation. När du viftar med telefonen över en kortläsare för att betala för matvaror använder du sannolikt NFC.

RFID

Det finns två typer av radiofrekvensidentifiering: aktiv och passiv. Detta protokoll utformades särskilt för att enheter utan batterier skulle kunna skicka en signal. I de flesta system är den ena sidan av ett RFID-system strömförsörjd, vilket skapar ett magnetfält som inducerar en elektrisk ström i chipet. Detta skapar ett system med tillräcklig kraft för att skicka data trådlöst om och om igen. På grund av detta används RFID-taggar för frakt och spårning.

SigFox

SigFox är en global IoT-nätverksoperatör. Det använder differentiell binär fasförskjutning (DBPSK) i den ena riktningen och gaussisk frekvensförskjutning (GFSK) i den andra riktningen. SigFox och deras partner sätter upp antenner på torn (som ett mobiltelefonsföretag) och tar emot dataöverföringar från enheter som parkeringssensorer eller vattenmätare.

Se även:

LoRaWAN

LoRaWAN är ett MAC-lagerprotokoll (Media Access Control) som är utformat för storskaliga offentliga nät med en enda operatör. Det bygger på Semtechs LoRa-modulering som underliggande PHY, men det är viktigt att notera att LoRa och LoRaWAN är två olika saker som ofta (felaktigt) blandas ihop.

Ingenu

Ingenu har skapat något som kallas random phase multiple access (RPMA), som använder Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) och som liknar cellprotokollen för code division multiple access (CDMA). Innan IoT var en sak, sålde Ingenu (då OnRamp) infrastruktur för mätning som samlade in information med låg effekt från elmätare. Nu har företaget bytt namn och försöker bli en bredare aktör på området (som SigFox).

Weightless-N

Weightless-N är ett ultrasmalbandigt system som är mycket likt SigFox. Istället för att vara ett komplett slutet sluten system består det av ett nätverk av partners. Det använder differentiell binär fasförskjutning (BPSK) i smala frekvenskanaler och är avsett för uplink-sensordata.

Weightless-P

Weightless-P är den senaste Weightless-tekniken. Den erbjuder tvåvägsfunktioner och kvalitetsnivåer för tjänster, vilket vi tycker är mycket viktigt.

Weightless-W

Weightless-W är en öppen standard som är utformad för att fungera i TV White Space-spektrum (TVWS). Att använda TVWS är attraktivt i teorin, eftersom det drar nytta av bra UHF-spektrum (ultrahög frekvens) som annars inte används – men det kan vara ganska svårt i praktiken.

Se även: Vad är viktlöst?

ANT & ANT+

Om du har en Samsung-enhet har du förmodligen en radio med deras protokoll i den. ANT & ANT+ verkar lite som en annan typ av BLE-system, utformade för att skapa nätverk som bygger på befintlig hårdvara. Många enheter har ANT- eller ANT+-kompatibla chip i sig, och tanken är att om man får tillräckligt många av dessa radioapparater till världen kan man använda dem tillsammans som ett nät.

DigiMesh

DigiMesh är ett av flera proprietära mesh-system. Du kan läsa om skillnaderna mellan det och ZigBee i det här vitboken.

MiWi

MiWi är Microchips egenutvecklade nätverksprotokoll. Det skapades för nätverk med kort räckvidd och är utformat för att hjälpa kunderna att förkorta sina produkters tid till marknaden.

EnOcean

EnOcean är ett protokoll som utformats särskilt för tillämpningar för energiutvinning som är extremt energisnåla. Därför är dess tillämpningar centrerade kring fastighetsautomation, smarta hem och trådlös belysningsstyrning.

Dash7

Dash7 är ett trådlöst nätverksprotokoll med öppen källkod som har ett stort RFID-kontrakt med det amerikanska försvarsdepartementet.

WirelessHART

WirelessHART bygger på HART-kommunikationsprotokollet och är vad företaget anser vara ”branschens första internationella öppna trådlösa kommunikationsstandard”.

Frågor?

Kontakt med oss! Vi vet en hel del om dessa IoT-nätverksprotokoll och vill gärna hjälpa dig på alla sätt vi kan.