LoRaTM. LoRa TM Technology LoRaWAN Protocol Modem RN2483/ RN2903

Transkript

1 LoRaTM LoRa TM Technology TM LoRaWAN Protocol Modem RN2483/ RN2903 Upravená verze, změny a komentáře jsou touto barvou Definice LoRa str. 13 Definice LoRaWAN str. 21 V případě nalezení nějaké chyby nebo nejasnosti napište mi na adresu macha@ecom.cz 1

2 Obsah IoT a LoRa Infrastruktura sítě LoRa Protokol LoRaWAN TM a technologie LoRa TM LoRa modem od Microchipu 2

3 IoT Internet věcí Local Area Network Předpovídá se připojení až 20 miliard IoT Short Range Communication Devices LoRa technology je ideální pro Low Power Wide Area Network (LPWAN) Internet věcí Established Standards Range Mobile Devices Short Trade off Range Battery Life Cellular Network Long Range Traditional M2M Low Power Wide Area Network Long Range Monitor/Control/Sensor Emerging Established Long High Standard Range Data Rate Trade off Battery Life Service Cost Standard Range Long Battery Low Data Rate Low cost Simple & robust infrastructure Scalable Open & interoperable standards Long

4 Ideální pro IoT Internet of Things

5 Přínosy sítě LoRaWAN Velký dosah Větší než GSM Průnik do budov Topologie Hvězda, Hvězda hvězd Dlouhá životnost Optimalizováno na spotřebu Životnost baterií 10 až 20let 10x více než GSM Široké využití Velká kapacita Různé logické sítě Veřejné sítě Nízká cena Jednoduchá infrastruktura Levné koncové zařízení Otevřený SW The LoRa name and associated logo are trademarks of Semtech Corporation or its subsidiaries.

6 LoRa Alliance (stará se o LoRaWAN) End Nodes Gateway V srpnu 2015 už měla okolo 60 členů Network Public Network Server Operator

7 Obsah IoT a LoRa Infrastruktura sítě LoRa Protokol LoRaWAN TM a technologie LoRa TM LoRa modem od Microchipu 7

8 Sítě Soukromá síť - Private network Chytré město, měření, bezpečnost, domácí automatizace, průmyslová automatizace atd. Místní sítě Veřejná telekomuniční síť Public network telecom Může nahradit soukromé lokální sítě Souběžné využívání mnoha aplikacemi Připojení přes libovolnou gateway Větší škálovatelnost Národní sítě

9 Soukromá/Veřejná síť Vaše data User Data Connection Customer App. UART Parser LoRaWAN Slave Radio driver SPI SX1276 Data base LoRaWAN Logical connection GW is bypassed! LoRaWAN Master Server IF LoRa Gateway Packet Forwarder Coax SPI UART GPS Concentrator LoRa Node Customer Server App. Coax PPS TCP/IP Network Controller CLOUD

10 Soukromá/Veřejná síť Customer App. User Data Connection UART Customer Server App. Data base Logical connection GW is bypassed! Parser LoRaWAN Slave Radio driver LoRaWAN Master Server IF SPI SX1276 Nakupovaná služba od veřejného Gateway operátora LoRa Packet Forwarder Coax SPI UART GPS Concentrator LoRa Node Coax PPS TCP/IP Network Controller CLOUD

11 Překrytí signálu Telecom Service V případě dosahu může poslat koncové zařízení data ke všem branám a aplikace je dostane pouze jednou. V případě kvalitního připojení zvýší přenosová rychlost (ADR Adaptive Data Rate)

12 Obsah IoT a LoRa Infrastruktura sítě LoRa Protokol LoRaWAN TM a technologie LoRa TM LoRa modem od Microchipu 12

13 LoRa Technology Patentovaná bezdrátová technologie vyvinutá firmou Semtech Dlouhý dosah při nízké spotřebě Výstupní výkon +14dbm na 868MHz (EU): Robustní komunikace Dosah až 5km ve městském prostředí, až 15km v příměstském Výdrž baterie více jak 10 let Odolná vůči rušení od Wi-Fi, Bluetooth, GSM, LTE, atd. Velká kapacita Připojení až zařízení

14 LoRa Technology 168 db US 162 db EU -90 dbm -100 dbm -117 dbm -126 dbm -148 dbm 100 m 200 m 18 months 15 km months 90 months Low Link Budget rozdíl mezi vysílacím výkonem a citlivostí Sensitivity citlivost přijímače >100 months High

15 Chirp Spread Spectrum -138dBm 145 LoRa sensitivity (dbm) GFSK Inovativní & levná implementace Demodulace signálu je možná až 20dB pod šumem Odolnost proti interferenci, šumu a rušení Několik signálů používá stejný kanál (jako CDMA) Odolnější proti frekvenčnímu posunu (oproti DSSS) 4 10 bits/sec 5 10

16 Reálná měření Mapa pokrytí z jedné brány/gateway/concentrator umístěné na budově Cisco Webex v San Jose

17 Reálná měření České Radiokomunikace Koncentrační gateway LoRaMote tester Umístění GW Strahov věž, na ochozu jih Panoramatický obraz výhledu ze STRA (západ sever východ). Signál LoRa je ve směru Z a SV zastíněn parabolickými anténami a dalšími kovovými konstrukcemi Základní parametry: 868 MHz volné pásmo dle VO-R/10/ , stanice krátkého dosahu (SRD) Max. 25 mw ERP (vyzářený výkon), citlivost -140 dbm Šířka kanálu 125kHz, SF kanálů RX, 1 kanál TX Uplinková konektivita do internetu řešena přes test satelit Astra2Connect (Towercom)

18 České Radiokomunikace Test z osobního vozu

19 České Radiokomunikace Test z osobního vozu

20 České Radiokomunikace Strahov - Smíchov

21 LoRaWAN Technology LoRaWANTM Protocol definován LoRa Alliance pro LPWAN Obousměrná, zabezpečená, hvězda Jednoduchá spolupráce mezi IoT zařízeními bez nutnosti budovat místní komunikační infrastrukturu Umístění Venkovní/vnitřní Kde je třeba Komunikace Obousměrna Škálovatelná Vysílání Přemístitelnost V dosahu signálu Bezproblémů Roaming Zabezpečení Unikátní ID Klíč aplikace Klíč sítě

22 Třídy koncových zařízení Třída A: Obousměrná komunikace Komunikaci iniciuje zařízení v libovolné době Po vysílání dvě časová okna pro příjem Pro zařízení s nejmenší spotřebou Třída B: Stejné jako třída A Plánované časy vysílání dat pro zařízení Třída C: Trvale naslouchá Kromě doby vlastního vysílání

23 Obsah IoT a LoRa Infrastruktura sítě LoRa Protokol LoRaWAN TM a technologie LoRa TM LoRa modem od Microchipu 23

24 LoRa Modem RN2483 Spojuje LoRa Radio, PIC MCU & LoRaWAN (Class A) stack Do budoucna se připravují další třídy (class) Microchip RN-Style modem Kompletní implementace protokolu Jednoduché příkazy přes UART Jednoduchá konfigurace Snadné uvedení na trh hotového výrobku Certifikován Lze připojit k libovolnému MCU, MPU Napájecí napětí: 2,1V-3,6V 14x vstupně/výstupních pinů Příkazy na úrovni systémové, MAC a rádia Velikost modemu (stejná jako RN171) 17,8 x 26,7 x 3 mm

25 RF vlastnosti Vysílací výkon: MHz (FCC) MHz (ETSI) MHz Vysoká citlivost: až -148 dbm 168 db rozdíl mezi vysílaným a přijímaným výkonem Spotřeba při vysílání: 40 ma typ. při +14 dbm Spotřeba při příjmu: 14.2 ma typ. Spotřeba při spánku: 1 ua typ Excelentní odolnost Modulace LoRa nebo FSK Přenosová rychlost: 300bps 5.5kbps (LoRa)

26 LoRa Modem RN MHz / 868 MHz (Evropa) Dvě pásma: 434 MHz / 868 MHz, anténa mimo modul EU Certifikace (R&TTE Assessed) Vzorky k dispozici Uživatel potřebuje síť a její identifikátory, chce-li využívat LoRaWAN protokol Produkce již započala RN MHz (Severní Amerika) Jedno pásmo: 915 MHz, anténa mimo modul FCC certifikace Vzorky k dispozici Produkce v přípravě

27 Modem x Gateway Modem 1 radiová část Buď vysílá nebo přijímá na volitelném kanálu Většinu času vypnutý (třída A a B) Gateway Pro každý kanál jedna rádiová část Na jediném kanálu se trvalé vysílá Na zbývajících kanálech se trvale naslouchá

28 LoRa Demo Kit (připravuje se) End-to-end demo kit zrychluje ozkoušení a vývoj LoRa Modem board (MOTE) a PICtail LoRa Gateway (MCU a RF Board) LoRa Network service (PC Based)

29 LoRa Modem souhrn Revoluční technologie pro IoT LoRa umožňuje komunikaci na velkou vzdálenost při malé spotřebě Microchip je jedním ze zakládajících členů LoRa Alliance Modemy cílí na koncové aplikace Microchip LoRa úplné řešení out-of-the-box zkracující čas pro uvedení na trh Zavedení LoRa umožní rychlé a snadné nasazení

30 Konec Děkuji za vaši pozornost Miroslav Mácha