低功耗广域网串起物联网设备(4):Sigfox

来自法国的Sigfox无线通信技术,特性恰好与介于先前文章提到的LoRa与NB-IoT之间,Sigfox虽然采用非授权频谱,但是需要仰赖厂商搭建的基地台,如此一来便能在成本与通讯质量上取得平衡

低功耗广域网串起物联网设备(4):Sigfox

 
来自法国的Sigfox无线通信技术,特性恰好与介于先前文章提到的LoRa与NB-IoT之间,Sigfox虽然采用非授权频谱,但是需要仰赖厂商搭建的基地台,如此一来便能在成本与通讯质量上取得平衡,此外Sigfox也提供Sigfox Could云端系统整合服务,能够降低用户开发程序、存取数据的复杂度。
 
需使用厂商基地台
 
Sigfox也是种低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,简称LPWAN)规范,它采用Sub-1 GHz ISM频段进行通讯,这种无线电波为运作频率在1GHz以下的工业、科学和医疗专用波段,根据维基百科记载https://zh.wikipedia.org/wiki/ISM%E9%A2%91%E6%AE%B5,使用这些频段无需许可证或费用,只需要遵守一定的发射功率(一般低于1W),并且不要对其它频段造成干扰即可。
 
虽然Sigfox与LoRa一样,采用不需额外申请、支付相关费用的非授权频谱,但是它却采用蜂巢式网络通讯硬件架构,和NB-IoT一样需要透过厂商搭建的基地台提供通讯服务,因此它的特性恰好夹在LoRa与NB-IoT之间,具有位于两者之间的布建成本与通讯质量。
 
目前Sigfox已在法国、德国、美国等多个国家布建网络系统,截止2017年1月为纸,其网络已涵盖29个国家和地区,台湾部分则由Unabiz公司代理并负责建设,于2016年12月启动六都的网络建设。根据中时电子报的报导Sigfox预定于2017年第1季完成六都网络,并于2018年第1季达成台湾全岛覆盖。
 

 

低功耗广域网串起物联网设备(4):Sigfox

▲Sigfox的硬件基地台建筑部分由专业厂商负责,用户只需在计算机上利用Sigfox Could云端服务平台,就能联机至物联网设备。

 
采用优化轻量通讯协议
 
Sigfox与一般网络通讯规范的不同之一,就是为物联网设备优化的通讯协议设计,由于一般通讯协议是为了传输大量数据而设计,在传输过程中需要储存较多附加数据,因此协议负担(Protocol Overhead)会较大,这种情况对于物联网设备来说相当吃亏,由于每次只传输数据的容量都很小,如果无法缩小协议负担的容量,就代表通讯流量中有很大比例浪费在传送无用的数据。
 
因此Sigfox就设计了轻量化的通讯协议,它的传输速度仅为100bit/s,每天每个设备也被限制最多只能传送140则讯息,每个讯息的容量最大为12Byte。在传送12Byte讯息的时候,封包大小仅为26Byte,再加上通讯方式的优化,无需透过信令(Signalling)控制设备间的运作状况,因此能在传输一样数据的前提下,降低总体信息的传输量,如此一来有助于节省物联网设备的电力消耗。
 
采用这种通讯协议的另一个好处,就是每着设备占用的带宽比较低,所以能在同样的网络建设下容纳更多设备,这对设备数量相当庞大的物联网设备来说相当重要,能确保基地台能为每个设备提供稳定的通讯服务。
 

低功耗广域网串起物联网设备(4):Sigfox

 

▲在传送12Byte数据的情况下,Sigfox封包容量仅为26Byte,比其他通讯协议还小。

 
 

低功耗广域网串起物联网设备(4):Sigfox

▲Sigfox通讯协议还不需传输信令讯号,能省下更多流量。

 
 

低功耗广域网串起物联网设备(4):Sigfox

▲如果以交通工具来举例,Sigfox的传输方式就像是利用摩托车来运送小量货物。

 
 

低功耗广域网串起物联网设备(4):Sigfox

▲这样的好处是能省下每次运送消耗的电力,并把带宽分配给更多设备使用。






延伸阅读:

 

低功耗广域网串起物联网装置(1):LPWAN浅谈 低功耗广域网串起物联网装置(2):LoRa 低功耗广域网串起物联网装置(3):NB-IoT








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