Wiki¶

LPWAN (Low Power Wide Area Network)¶

• Table of contents
• Wiki
• LPWAN (Low Power Wide Area Network)
  • LORA (Long Range Radio Wide Area Network)
  • trame LoRa
  • Protocol
    • Cayenne Low Power Payload
    • Concise Binary Object Representation (CBOR)
  • physique
  • LoRa Localization
  • The industrial, scientific and medical (ISM) radio bands
    • nouvelles bandes ISM européenne 874-876 MHz et 915-921 MHz
    • 433MHz
    • 868Mhz
    • 2.4Ghz
  • Sigfox
  • NB-IoT (Narrowband IoT)
  • LTE-M
  • Satellites consacrés à l'IoT
    • Swarm

LORA (Long Range Radio Wide Area Network)¶

lora vs sigfox

	LORA	SIGFOX	IEEE802.11(wifi)
trame(Byte)	12	242	2304
data rate(kbps)	0.25-50	0.1	Up to 1Mbps
Localization	YES	NO
range indoor(m)			10
range outdoor(m)	5km	10km	100

mai/juin 2018 www.elektormagazine.fr

trame LoRa¶

La taille maximale des données se situe entre 51 et 222 octets selon le facteur d'étalement utilisé (plus le SF est grand plus la taille des données est faible).
Le format des paquets LoRaWAN est décrit dans le schéma ci-dessous. Les tailles des champs sont indiquées en bits.

la limitation à 1 % sur la bande ISM 868 MHz.La limite est à 1%, l'appareil devra attendre 100 fois la durée de la dernière trame avant d'envoyer à nouveau dans le même canal.
(source : A Study of LoRa: Long Range & Low Power Networks for the Internet of Things p.10 ch4.1)

la longueur de la trame avec les contraintes imposées de l'application du serveur et plusieurs SF possible. Avec SF12 limitation à 26 octets.
Il y a un compteur de trames et l'application LoRaWAN du serveur refuse de réceptionner une trame toutes les 60 secondes provenant du même composant. Il faut bien attendre au moins 3 minutes.(source jean louis Druilhe).

LoRaWAN ™ définit dix canaux, dont huit à un débit multiple allant de 250 à 5,5 kbps, un seul canal LoRa® à haut débit à 11 kbps et un seul canal FSK à 50 kbps. La puissance de sortie maximale autorisée par l'ETSI en Europe est de +14 dBm, à l'exception de la bande G3 qui autorise +27dBm. La norme ETSI impose des limites de cycle de service, mais aucune limite maximale de transmission ou de temps de passage de canal.

Protocol¶

protocole compact pour données de capteurs

Protocole

Cayenne Low Power Payload¶

https://github.com/myDevicesIoT/cayenne-docs/blob/master/docs/LORA.md#cayenne-low-power-payload

Concise Binary Object Representation (CBOR)¶

https://cbor.io/
A C implementation for highly constrained nodes, which achieves a full CBOR decoder in 880 bytes of ARM code (and now also includes an encoder), has recently become available.
https://github.com/cabo/cn-cbor

physique¶

formule de FRIIS qui fournit l'affaiblissement en espace libre

LoRa Localization¶

Differential Times Of Arrival

GPS-free Geolocation using LoRa in Low-Power WANs

Si la couverture radio le permet, plusieurs passerelles peuvent retransmettre le même message d'un équipement,
il est alors dupliqué dans le réseau de collecte, c'est le serveur hébergeant l'application qui assure le dédoublement des paquets.
Cette particularité permet notamment la localisation des équipements via la comparaison des différents temps d'arrivée pour un même paquet dupliqué.
https://fr.wikipedia.org/wiki/LoRaWAN

The industrial, scientific and medical (ISM) radio bands¶

nouvelles bandes ISM européenne 874-876 MHz et 915-921 MHz¶

voir vote D057480/01 du 11 Oct 2018
source : http://ec.europa.eu/transparency/regcomitology/index.cfm?do=search.documentdetail&Dos_ID=16231&ds_id=57480&version=1&page=1&AttLang=fr

433MHz¶

La bande 433 MHz est ouverte à d'autres catégories d'utilisateurs autorisés à employer des puissances très élevées (100 W et plus).
(source: http://www.onditech.com/)

868Mhz
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LBT : Listen-Before-Talk AFA : Adaptive Frequency Agility

2.4Ghz
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Sigfox¶

Sigfox est spécialisé dans l'IoT (Internet of Things - internet des objets) grâce à un réseau bas débit dit "0G". Il contribue à l'IoT en permettant l'interconnexion via une passerelle. Sa technologie radio UNB (en) (« Ultra narrow band ») lui permet de bâtir un réseau cellulaire bas-débit, économe en énergie. Ce type de réseau est déployé dans certaines bandes de fréquences ISM

https://www.sigfox.com/

NB-IoT (Narrowband IoT)¶

NB-IoT (Narrowband Internet of things) est un protocole de communication radio dédié aux réseaux étendus à faible consommation et à l'Internet des objets.

NB-IoT privilégie couverture, capacité, faible coût en composants et basse consommation électrique au prix d'un débit de transmission réduit. Contrairement à d'autres protocoles similaires comme LoRaWAN ou Sigfox, il utilise le réseau cellulaire.

Développée par le 3GPP, la spécification NB-IoT est finalisée en juin 2016 et implémentée dans sa release 13, en même temps que LTE-M (eMTC) et EC-GSM-IoT

LTE-M¶

Le LTE-M est une extension du réseau 4G / LTE et vient compléter le marché des technologies LPWA (Low Power Wide Area), c’est à dire basse consommation et longue portée. Basée sur le réseau IoT cellulaire, cette solution apparaît ainsi fiable et pérenne encore pour de nombreuses années puisqu’elle sera à terme intégrée directement à la 5G.

Contrairement à d’autres connectivités LPWA, le LTE-M ne nécessite pas le déploiement physique d’antennes. En effet, seul un update software des antennes est nécessaire pour que les objets aient accès au réseau LTE-M.

Satellites consacrés à l'IoT¶

Swarm¶

abonnement minimal Swarm (quelque chose comme 5 dollars/mois), on peut transmettre environ 750 messages de 192 octets chacun, et en recevoir 60 par mois, mais pas plus de 10 par jour.

https://swarm.space