LPWAN ქსელები, აგრეთვე ცნობილი როგორც ნულოვანი თაობის ქსელები, უკაბელო კომუნიკაციის რევოლუციური კონცეფციაა.
აღნიშნულ სტატიაში LPWAN ქსელების ფუნქციონირებასთან დაკავშირებულ მნიშვნელოვან ასპექტებს ჩავუღრმავდებით და გამოვიკვლევთ იმ ტექნოლოგიებს, რომლებიც მათ უნიკალურ მახასიათებლებს ანიჭებს.
LPWAN ქსელების არქიტექტურა ტრადიციული ფიჭური ქსელებისგან მნიშვნელოვნად განსხვავდება. საბაზო სადგურების იერარქიული სტრუქტურისა და მობილური ანძების ნაცვლად, LPWAN ქსელები დეცენტრალიზებული ქსელის მოდელს იყენებენ და დაბალი სიმძლავრის ფართო არეალის (LPWA) ქსელზე დაყრდნობით უკავშირდებიან მოწყობილობებს ფართო არეალზე.
LPWAN ქსელის არქიტექტურა სამი მთავარი კომპონენტისგან შედგება, თუმცა საბაზო სადგურები LPWAN ქსელის ძირითადი ინფრასტრუქტურული ელემენტია. ისინი მოწყობილობებისთვის წვდომის წერტილებს წარმოადგენენ და კავშირს დიდ დისტანციებზეც უზრუნველყოფენ. LPWAN ქსელის საბაზო სადგურები გაფართოებული დაფარვისა და დაბალი ენერგიის მოხმარებისთვისაა შექმნილი, რაც მათ დისტანციურ ან რესურსებით შეზღუდულ გარემოში მოწყობილობების დაკავშირებისთვის იდეალურ საშუალებად აქცევს.
საბაზო სადგურებთან ურთიერთქმედებენ მომხმარებელთა LPWAN მოწყობილობები, რომელთა ძირითადი მახასიათებელი, როგორც წესი, დაბალი სიმძლავრე და ბატარეის ხანგრძლივი შრომისუნარიანობაა. მათ მცირე რაოდენობით მონაცემების რეგულარულ ინტერვალებში გადაცემა შეუძლიათ და ამით შესაფერისი ხდებიან ისეთი აპლიკაციებისთვის, რომლებიც წყვეტილ კომუნიკაციას საჭიროებენ.
LPWAN მოწყობილობებით გადაცემული მონაცემების მართვასა და დამუშავებაზე პასუხისმგებელია ქსელის სერვერი. ის ცენტრალური წერტილის როლს ასრულებს, მონაცემებს საბაზო სადგურების მეშვეობით იღებს მოწყობილობებიდან და მათ შემდგომი ანალიზისთვის ამუშავებს.
ეფექტური და საიმედო კომუნიკაციის გასააქტიურებლად LPWAN ქსელში რამდენიმე პროტოკოლი გამოიყენება. ფართო არეალის ქსელის (LPWAN) პროტოკოლები სპეციალურად შორ მანძილზე, დაბალი სიმძლავრის კომუნიკაციისთვისაა შექმნილი. ზოგიერთი პოპულარული პროტოკოლი, რომელიც LPWAN ქსელებში გამოიყენება, გრძელი დიაპაზონის ფართო არეალის ქსელს, Sigfox და NB-IoT (ნივთიერების ვიწრო ინტერნეტს) მოიცავს. ეს პროტოკოლები მოდულაციის სხვადასხვა ტექნიკას იყენებენ და დაფარვის სხვადასხვა დონესთან ერთად, მონაცემთა მაღალ სიჩქარესა და ენერგო ეფექტურობას გვთავაზობენ.
შეტყობინებების რიგის ტელემეტრიული ტრანსპორტი (MQTT) მსუბუქი შეტყობინებების პროტოკოლია, რომელიც ჩვეულებრივ IoT აპლიკაციებში გამოიყენება და ხელს უწყობს მონაცემთა გაცვლას მოწყობილობებსა და ქსელის სერვერს შორის. ეს ასინქრონული კომუნიკაციის მოდელი LPWAN ქსელებში მონაცემთა ეფექტურ და საიმედო გადაცემას უზრუნველყოფს.
შეზღუდული განაცხადის პროტოკოლი (CoAP) რესურსებით შეზღუდული მოწყობილობებისა და ქსელებისთვისაა შექმნილი და ეფექტური კომუნიკაციის შესაძლებლობას იძლევა მოწყობილობებსა და ქსელის სერვერებს შორის. CoAP განსაკუთრებით შესაფერისია ისეთი აპლიკაციებისთვის, რომლებიც რეალურ დროში ურთიერთქმედებებს საჭიროებენ.
ენერგიის მენეჯმენტი და კავშირი LPWAN ქსელების ის კრიტიკული ასპექტებია, რომლებიც საიმედო კომუნიკაციასა და რესურსების ეფექტურ გამოყენებას უზრუნველყოფს. LPWAN ქსელები ძლიერი კავშირის დიდ დისტანციებზე უზრუნველსაყოფად მრავალფეროვან ტექნიკას იყენებენ. ერთ-ერთი მთავარი ტექნიკა ისეთი დაბალი სიხშირის ზოლების გამოყენებაა, რომლებსაც დაბრკოლებებში შეღწევა და შორ დისტანციაზე გადაადგილება შეუძლიათ. ამგვარი სიხშირეების გამოყენებით, LPWAN ქსელებს მაღალი სიხშირის ფიჭურ ქსელებთან შედარებით უფრო გაფართოებული დაფარვის მიღწევა შეუძლიათ. გარდა ამისა, LPWAN ქსელის სიხშირის ზოლები ოპტიმალური დაფარვის უზრუნველსაყოფად, კომუნიკაციის ხარვეზების მინიმიზაციისთვის სტრატეგიულად არის განლაგებული.
ენერგიის ეფექტურობა LPWAN ქსელების ის ფუნდამენტური ასპექტია, რომელიც მოწყობილობებს დაბალ ენერგიაზე ხანგრძლივად მუშაობის შესაძლებლობას აძლევს. LPWAN მოწყობილობები ენერგიის დაზოგვის მიზნით რამდენიმე ტექნიკის ერთობლივი ინტეგრაციითაა შექმნილი (ენერგიის ოპტიმიზაციის ალგორითმები, სამუშაო ციკლი და ძილის რეჟიმი).
LPWAN ქსელები უკაბელო კომუნიკაციის ახალ ჰორიზონტებს ქმნიან. უნიკალური არქიტექტურის, სრულყოფილი პროტოკოლებისა და ენერგიის მართვის ტექნიკის მეშვეობით, LPWAN ქსელები გაფართოებულ დაფარვას, ენერგიის დაბალ მოხმარებასა და დაკავშირების ეფექტურ გადაწყვეტილებებს გვთავაზობენ. მიმდინარე მიღწევებითა და სამომავლო გაუმჯობესებებით, LPWAN ქსელები უკაბელო კავშირის მომავლის ფორმირებას უწყვეტ რეჟიმში აგრძელებენ.
ამ უწყვეტი ტექნოლოგიური განვითარების პროცესის საფუძველზე შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ LPWAN ქსელები ახლო მომავალში მონაცემთა გაუმჯობესებულ სიჩქარეს, გაზრდილ ტევადობასა და სხვა უკაბელო ტექნოლოგიებთან თავსებადობის სრულიად ახალ შესაძლებლობებს შემოგვთავაზებენ.
წყარო: რეველიო
