- Què és la tecnologia Sigfox
- Característiques de Sigfox
- Arquitectura de xarxes Sigfox
- Seguretat i privadesa de Sigfox
- Aplicació de Sigfox
- Fabricants de mòduls Sigfox
La carrera per la tecnologia sense fils va començar ja des de la dècada de 1890, quan Marconi va construir la primera emissora de ràdio del món i va introduir la telegrafia sense fils, que va redefinir completament la manera com els humans intercanviaven informació en aquell moment. Avui en dia hem avançat amb moltes tecnologies mòbils noves per transmetre una gran quantitat de dades sense fils a qualsevol persona que visqui fins i tot al racó més profund de la Terra. Però, recentment, no només els humans s’han de comunicar entre ells. Les màquines i altres dispositius electrònics també han començat a intercanviar informació entre si per establir una xarxa connectada. Aquests dispositius funcionen principalment amb una bateria des d’una ubicació remota obligant-la a comunicar-se a llarga distància amb la mínima potència possible. Aquest requisit ha provocat la necessitat de noves tecnologies de comunicació com ZigBee, LoRa, Sigfox, etc. tecnologia connectada.
Què és la tecnologia Sigfox
Sigfox és una comunicació cel·lular sense fils de llarg abast que ofereix solucions personalitzades principalment per a aplicacions d’Internet de les coses (IoT) i M2M de baix rendiment mitjançant els seus serveis de connectivitat IoT de punta a punta mitjançant les seves tecnologies patentades. El protocol de xarxa Sigfox té estacions base patentades que s’integren amb ràdios definides per programari. Els dispositius finals utilitzen la modulació de clau de desplaçament de fase (BPSK) per connectar-se a les estacions base.
La xarxa Sigfox ha estat dissenyada per facilitar una comunicació eficaç amb un baix consum d'energia. El baix consum d'energia garanteix que els dispositius remots funcionin durant molt de temps amb una càrrega o manteniment mínim de la bateria. Sigfox permet la comunicació IoT a llargues distàncies, cosa que permet transmetre amb estacions base mínimes. La xarxa Sigfox utilitza un enfocament d’estil cel·lular per permetre als nodes remots utilitzar Internet per comunicar-se amb les estacions base. Això facilita el control remot i la recopilació de dades des dels nodes Sigfox en una àrea geogràfica àmplia sempre que hi hagi connectivitat a Internet.
Característiques de Sigfox
Tot i que Sigfox es va introduir el 2009, no va ser fins fa poc que va guanyar popularitat. Avui amb l'arribada de l'IoT, Sigfox s'està utilitzant com a estàndard de comunicació per connectar dispositius de baixa potència com comptadors intel·ligents d'electricitat, rellotges intel·ligents, etc. Fem una ullada a les característiques de Sigfox, que el converteix en una xarxa preferible.
Alta capacitat de xarxa
Sigfox té una gran capacitat que li permet escalar fins a milers de milions d’objectes, això és degut a la modulació de banda ultra estreta que admet resistència i resistència a les interferències. La infraestructura Sigfox utilitza un accés aleatori que facilita la diversitat horària i de freqüència. L'ús de l'amplada de banda d'enllaç ascendent i descendent permet la coherència independentment de l'enllaç de ràdio utilitzat.
Alta eficiència energètica
La xarxa Sigfox compta amb una alta eficiència energètica, gràcies als semiconductors de baix consum que s’utilitzen en la fabricació del maquinari Sigfox. Aquests semiconductors permeten als mòduls Sigfox transmetre dades amb només uns 10 a 50 mA de corrent. L'arquitectura de xarxa Sigfox no executa la sincronització de missatges entre els dispositius i l'estació base abans de dur a terme la transmissió de dades, això vol dir que no es requereix un paring. La manca d’aparellament entre els dispositius i l’estació base s’adapta a una llarga durada de la bateria i proporciona avantatges a Sigfox respecte a altres tecnologies. Sigfox consumeix només uns quants nano amperes quan està inactiu, aquesta taxa de consum d'energia és insignificant i augmenta encara més l'eficiència.
De llarg abast
El desplegament de Sigfox cobreix una àrea geogràfica extensa amb un nombre mínim d’estacions base. El rang de freqüència de ràdio (RF) s’estima segons el significat de la velocitat de dades de cada sortida; el llarg abast s’aconsegueix amb una velocitat de dades baixa. La implementació d’estacions base de llarg abast permet la implementació d’una xarxa Sigfox d’ampli rang a costos mínims. El llarg abast de Sigfox també es veu facilitat pel fet que les estacions base tenen menys sensibilitat i els objectes tenen poca potència de sortida. A les zones rurals, una xarxa Sigfox cobreix un abast mitjà de 30 km a 50 km a causa de la mínima interferència. No obstant això, als centres urbans on hi ha molta obstrucció, la gamma Sigfox es redueix a 10 km.
Resiliència a les interferències
Sigfox utilitza una banda ultra barrow (UNB) de 192 KHz integrada amb la diversitat espacial de l'estació base de +20 dB que facilita les seves característiques exclusives contra el bloqueig. La xarxa Sigfox utilitza Ultra Narrow Band per operar en banda industrial, científica i mèdica (ISM)ja que els senyals d’espectre estès són interferits pels senyals UNB. A Europa, l’enllaç ascendent té un ample de banda de 100Hz mentre que als EUA l’amplada de banda supera els 600Hz. La Unió Europea ha limitat la potència màxima a 25 mW. L'enllaç descendent té un ample de banda de canal d'1,5 KHz i un rang de dades de 600 bps. El vincle descendent limita a més la potència màxima de sortida a 500 mW. La resistència òptima per interferir facilita que Sigfox funcioni eficaçment a la banda ISM. Això li permet transmetre fins i tot sota senyals de bloqueig. No obstant això, la superposició de baix soroll indueix una robustesa intrínseca a la banda Ultra-Narrow. Com a resultat, perquè es transmeti un missatge, el senyal hauria de tenir almenys 8 dB.
Arquitectura de xarxes Sigfox
L’arquitectura de xarxa Sigfox és horitzontal i fina i té 2 capes. La primera capa comprèn els equips de xarxa principalment les estacions base i altres elements. El propòsit d’aquesta capa és rebre missatges de l’anunci de dispositius IoT que els transmetin als sistemes de suport Sigfox. Aquesta xarxa té una topologia estrella d’un salt que permet connectar els dispositius IoT a qualsevol estació base propera. La segona capa és el sistema de suport Sigfoxon es processen els missatges de les estacions base i s’envien mitjançant trucades al sistema del client. Aquesta capa també proporciona el punt d’entrada dels diversos actors com Sigfox, clients finals, operadors de Sigfox i canals cap a l’ecosistema mitjançant interfícies web o API. La capa disposa de dipòsit i altres eines per analitzar les dades que recopila la xarxa. La capa també conté mòduls i funcions que admeten el desplegament, el funcionament i el control de la xarxa. Les funcions inclouen el Business Support System (BSS) per a la facturació i la comanda, i Radio Planning per donar suport al desplegament i el seguiment de la xarxa. La Internet pública connecta les dues capes mitjançant connexions VPN segures.
Les dades dels dispositius IoT s’envien per aire a les estacions base i passen pel backhaul que utilitza connectivitat DSL amb còpia de seguretat 4G. La connectivitat per satèl·lit s’utilitza com a còpia de seguretat en llocs on DSL i 4G no estan disponibles. El processament de missatges també s’encarrega del backhaul; aquests missatges arriben a la xarxa principal ja que es reprodueixen moltes vegades, però només s’emmagatzema una còpia a la qual els clients poden accedir a través d’una interfície web.
Seguretat i privadesa de Sigfox
Atès que el focus principal de Sigfox s’ha d’utilitzar amb IoT, la xarxa s’ha dissenyat per millorar la seguretat mitjançant la implementació de tallafocs per protegir les dades en moviment i en repòs. També podeu llegir aquest article sobre els reptes de seguretat de l’IoT per obtenir una millor idea de com protegir els vostres dispositius IoT. Ara fem una ullada a les diferents funcions de seguretat de Sigfox.
Seguretat del tallafoc
Sigfox té un tallafoc integrat que restringeix els objectes IoT per connectar-se o comunicar-se mitjançant el protocol d’Internet. Per comunicar-se a través d'Internet, un objecte envia un missatge de ràdio que són recollides per les estacions d'accés disponibles. A continuació, l'estació d'accés retransmet el missatge al sistema de suport Sigfox que, al seu torn, el transmet a la destinació especificada. El sistema de suport Sigfox també transmet la resposta a l'objecte emissor a través de les estacions base. Així, el tallafoc de seguretat protegeix els objectes IoT dels atacs relacionats amb Internet.
Seguretat de dades
L’arquitectura Sigfox proporciona un mecanisme de seguretat que garanteix l’autenticació de dades segura i l’ evitació de la reproducció; també proporciona un mecanisme antiaudició addicional. La cadena IoT de Sigfox consisteix en claus d’autenticació emmagatzemades pels dispositius i el client; aquesta clau serà necessària per accedir a les dades emmagatzemades pel sistema Sigfox. Com a resultat, els mecanismes de dades de Sigfox garanteixen la seguretat dins dels diversos ecosistemes i les diferents regulacions locals. La clau d'autenticació de cada dispositiu és única, cosa que significa que un compromís amb la clau de seguretat d'autenticació d'un dispositiu no afecta la seguretat d'altres dispositius. Tot i això, la seguretat de qualsevol dispositiu queda a criteri del fabricant.
Aplicació de Sigfox
La tecnologia Sigfox és adequada per a aplicacions M2M de baix cost que operen en una àmplia cobertura. Aquestes àrees inclouen;
- Persones, mercaderies o un altre tipus de seguiment d’ actius.
- Comunicació de mesurament intel·ligent en el sector energètic.
- Comunicació d' aplicacions mHealth
- Gestió de la comunicació d' automoció en el sector del transport
- Control i control remot.
- Seguretat.
Fabricants de mòduls Sigfox
Murata és un dels principals fabricants de microcontroladors Sigfox. Els populars mòduls Sigfox utilitzen el microcontrolador sense fils basat en STM32 de ST Microcontroladors i també el SX127 Samtech RFIC. Aquests microcontroladors funcionen a un rang de freqüència de 860-930 MHz. Aquest rang de freqüències admet una potència de sortida de +14 dBm que es pot millorar fins a +20 dBm en cas de zones de senyal deficients.
|
Mòdul |
Fabricant |
|
WSSFM10R1: RCZ1 (Europa, Orient Mitjà, Àfrica) |
WiSOL Co. LTD |
|
TD1207 |
TD Next |
|
SN10-11 |
InnoComm |
|
ABZ Sigfox RC1 |
Murata Manufacturing Co. LTD |
|
SiPy 14dB |
Pycom |
|
S-Wing: Taula d’extensió Sigfox per a Bosch XDK per a les zones 2 i 4 |
InnoComm |
|
S-Wing: placa d’extensió Sigfox per a Bosch XDK per a la zona 3 |
InnoComm |
|
SN10-12 |
InnoComm |
|
SN10-22 |
InnoComm |