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Weightless-P為IoT應用擴展雙向通訊標準

上網時間: 2015年08月12日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:低功耗廣域網路  LP-WAN  Weightless-P  雙向通訊  IIoT 

Weightless特別興趣小組(Weightless SIG)正致力於開發低功耗廣域網路(LP-WAN)新標準,瞄準無法採用諸如Wi-Fi或ZigBee等現有無線網路的物聯網(IoT)相關應用類型。新的Weightless-P標準主要針對具挑戰性的都會環境,可在高達2km的距離內為以電池供電的行動裝置或基地台提供雙向通訊。透過聯手SIG成員雲創科技(M2Communication;M2COMM)提供基於現場可驗證的技術,該新標準預計可在今年第四季準備就緒,並於2016年初推出首款硬體產品。

Weightless SIG執行長William Webb指出,這項計劃一開始源於電視「空白頻譜」(white space)作業頻率的重覆利用。「那其實是Weightless-W標準,但全球並未著眼於開發空白頻譜的可用性,因此該協議一直被擱置直到頻道可用的時候。」SIG後來開發了Weightless-N,並在今年五月發佈,瞄準在高達7Km的距離內以低資料率為IoT裝置到基地台提供低成本的單向通訊。

「但還有一系列的應用需要雙向通訊,」Webb說,「以便確認訊息接收、軟體更新等。他們需要比Weightless-N更高的資料率。Weightless-P正瞄準了這些市場需求。」

根據Weightless SIG官網,Weightless-P將利用窄頻通道以及12.5kHz通道的FDMA+TDMA調變,作業於免授權的sub-GHz ISM頻段。IoT裝置與基地台的通訊將可實現時間同步,從而管理無線電資源與處理交握機制以實現裝置漫遊。可用的通訊資料率能夠根據鏈路品質與所取得的資源,在200bps到100kbps之間調整。

至於發佈該標準的時間表,Webb指出,目前許多技術細節都已經到位了。「Weightless-P將重複利用Weightless-W MAC層中的許多原則,」而實體層則根據M2COMM的RF技術,並進一步擴展範圍。

M2COMM技術發言人Fabien Petitgrand表示,原始技術瞄準在100m左右中等範圍,為IoT裝置(數位價格標籤)提供室內覆蓋。這些數位價格標籤採用電子墨水(e-ink)或LCD顯示器,能夠取代商店貨架上的紙類價格標籤, 讓商店得以透過無線方式調整產品價格。這項技術的其他主動式應用還包括工廠中的生產批次的資訊顯示器,提供包括即時狀態與待處理的下一個步驟等資訊。由於這是一種雙向的通訊,這些顯示器還能整合感測器,監測貨品的環境狀況。雙向通訊還可實現訊息傳送驗證以及單向通訊無法支援的其他安全功能。

雖然Weightless-P是從M2COMM的技術發展而來的,但Petitgrand強調它也不是照單全收。「Weightless還重新利用在我們系統中的一些技術,例如其低功耗作業模式,而且還使其更為先進。它其實更像是從頭開發起的技術,而不是重複利用。」Petitgrand並指出,參與定義這項標準的成員們「都有豐富的經驗,也清楚地知道開發的目的以及如何實現。」他預期,一旦這項標準完成,M2COMM將為符合新標準而準備好調整其晶片設計,最早在2016年初推出Weightless-P硬體。

Petitgrand表示,目前雖然還有其他的LP-WAN方案可用或正開發中,也有手機系統到IoT等應用,但Weightless-P標準具有一些關鍵差別。「IoT的趨勢正朝向採用上行鏈路但小量資料傳輸的大量裝置發展, 」Petitgrand指出,Wi-Fi並不是為大量利用同一接取點(AP)的裝置而設計的,網格網路也無法擴展到給幾千個裝置應用,而行動網路要處理許多裝置同時傳送簡短訊息的話,開銷又太大了。

Petitgrand並指出,Weightless-P專為服務於工業IoT(IIoT)應用而設計,在這一類應用中,雙向通訊至關重要。諸如SigFox與LoRa等系統並不能在所宣稱的最大範圍內確保可靠的雙向通訊,「隨著用戶數目增加,干擾與雜訊隨之提升,從而影響傳輸範圍。」因此,他說,Weightless-P網路的同步本質則由於為裝置提供了預定的接取時間,從而避免了這一類的干擾。

Webb進一步指出,相較於許多替代標準,Weightless-P是一項開放的標準,預計在幾個月內就可正式啟用。「Weightless-P將會相當接近於LoRa 標準,但LoRa的晶片組是專有的,而不是一項真正的開放標準。」至於像802-11ah或LTE Category M等懸而未決的開放LP-WAN標準,「其他提議的標準才剛起步,還不至於成為競爭標準。」

Webb指出,開發人員必須加入Weightless SIG成為會員,才能在標準就緒時取得Weightless-P,以及參與SIG正發展中的互通作業性認證程序。不過,針對Weightless-P裝置的設計與生產,目標並不需要授權費也不存在任何限制。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Weightless Expands Wide-Area IoT Spec,by Rich Quinnell)





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