Weightless был представлен более двух лет назад как новый стандарт для IoT, использующий «белые» частоты (ранее занятые аналоговым телевещанием) для бесплатной M2M/IoT-связи с низким энергопотреблением (до 10 лет работы от батареи) и недорогим оборудованием ($2 за устройство), обеспечивая дальность связи 5–10 км. Комплекты для разработки и базовые станции были запланированы на второй квартал 2014 года , но либо возникли задержки, либо они доступны только участникам Weightless, так как необходимо зарегистрироваться для уведомления о появлении оборудования .
Группа Weightless SIG (Special Interest Group) продолжила работу над стандартом, и сейчас существует три версии: Weightless-W (использует «белые» частоты), Weightless-N (субгигагерцовый диапазон) и недавно анонсированный Weightless-P, предлагающий функциональность, аналогичную 3GPP решениям операторского уровня, но с меньшими затратами и энергопотреблением.
Ключевые особенности Weightless-P:
- Высокая пропускная способность и масштабируемость для IoT-развертываний
- FDMA+TDMA в узких каналах 12.5 кГц обеспечивает оптимальную пропускную способность для трафика с преобладанием uplink от большого числа устройств с умеренным размером полезной нагрузки
- Работает во всем диапазоне нелицензируемых субгигагерцовых частот ISM/SRD для глобального развертывания: 169/433/470/780/868/915/923 МГц
- Гибкое назначение каналов для повторного использования частот в крупномасштабных развертываниях
- Адаптивная скорость передачи данных от 200 бит/с до 100 кбит/с для оптимизации использования радиоресурсов в зависимости от качества связи
- Управление мощностью передачи для downlink и uplink для снижения помех и максимизации емкости сети
- Синхронизация базовых станций по времени для эффективного планирования и использования радиоресурсов
- Двусторонняя связь
- Поддержка трафика, инициируемого сетью и устройством
- Возможность пейджинга
- Низкая задержка в uplink и downlink
- Быстрое подключение к сети
- Прямая коррекция ошибок (FEC)
- Автоматический запрос повторной передачи (ARQ)
- Адаптивное кодирование канала (ACC)
- Хэндовер, роуминг, перевыбор соты
- Дальнодействие
- Низкие скорости передачи данных с кодированием канала обеспечивают аналогичный бюджет связи другим LPWAN-технологиям
- До 2 км в городской среде
- Надежность промышленного уровня
- Полностью подтвержденная связь
- Автоматическая повторная передача при сбое
- Синхронизация по частоте и времени
- Поддержка узкополосных каналов (12.5 кГц) с частотным скачкообразным изменением для устойчивости к многолучевому распространению и узкополосным помехам
- Кодирование канала
- Поддержка работы в лицензируемом спектре
- Сверхнизкое энергопотребление
- Модуляция GMSK и offset-QPSK для оптимальной эффективности усилителя мощности
- Устойчивая к помехам модуляция offset-QPSK с расширенным спектром для улучшения качества связи в загруженной радиоэфире
- Мощность передачи до 17 дБм позволяет работать от батарей типа «таблетка»
- Адаптивная мощность передачи и скорость данных для максимального срока службы батареи
- Потребление в режиме ожидания при неподвижности менее 100 мкВт (против 3 мВт у лучших сотовых технологий)
- Безопасные и эффективные сети
- Аутентификация в сети
- Шифрование AES-128/256
- Управление радиоресурсами и планирование в масштабах всей сети для обеспечения качества обслуживания всех устройств
- Поддержка обновления прошивки по воздуху и согласования/замены ключей безопасности
- Быстрое подключение к сети и синхронизация по частоте/времени
- Низкая стоимость и сложность
- Использование стандартных модуляционных схем GMSK и offset-QPSK гарантирует широкую доступность оборудования и отсутствие зависимости от одного поставщика
- По сравнению с UNB, узкополосная работа менее чувствительна к отклонению и дрейфу частоты, что позволяет использовать более дешевые и энергоэффективные XO или DCXO вместо TCXO
- Максимальная мощность передачи 17 дБм допускает использование встроенного усилителя мощности
- Открытый стандарт
- Обеспечивает надежность и производительность сотовых технологий за долю стоимости, избегая проблем с устаревшими или обратно совместимыми решениями
- Гарантирует совместимость между производителями
- Поддержка нескольких поставщиков стимулирует инновации и минимизирует затраты конечных пользователей
- Отсутствие лицензионных отчислений снижает производственные затраты
Оборудование для нового стандарта Weightless-P будет доступно в первом квартале 2016 года.
Возникает вопрос о различиях между Weightless-W/-N/-P и выборе подходящего стандарта для IoT-проекта. Группа интересов опубликовала таблицу с сравнением трех стандартов.
| Weightless-N | Weightless-P | Weightless-W | |
| Directionality | 1-way | 2-way | 2-way |
| Feature set | Simple | Full | Extensive |
| Range | 5km+ | 2km+ | 5km+ |
| Battery life | 10 years | 3-8 years | 3-5 years |
| Terminal cost | Very low | Low | Low-medium |
| Network cost | Very low | Medium | Medium |
Если достаточно односторонней связи, следует выбрать Weightless-N; если в стране доступен «белый» спектр — Weightless-W; в остальных случаях Weightless-P обеспечит высокопроизводительную двустороннюю связь.
Информация о всех трех бесплатных стандартах доступна на технической странице Weightless . Однако для доступа к полным спецификациям необходимо стать участником Weightless с членством от 900 GBP (~$1400) в год для ассоциированных участников.
Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.