Công nghệ LPWAN sinh ra để phục vụ kỷ nguyên IoT. Nó kết nối vô số thiết bị ở khoảng cách rất xa. Đồng thời, nó giúp tiết kiệm điện năng tối đa. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về mạng LPWAN. Đây là một khái niệm rất hot trong ngành công nghệ.
Mạng LPWAN thực chất là gì?
LPWAN là tên viết tắt của Low Power Wide Area Network, được dịch là Mạng diện rộng công suất thấp. Đây là một hệ thống mạng không dây đặc biệt, dành riêng cho các thiết bị thông minh nhỏ gọn trên phạm vi rộng nhưng tiêu thụ rất ít năng lượng.
Những điểm siêu việt của mạng LPWAN
- Vùng phủ sóng rộng (Wide Area):
Khả năng kết nối các thiết bị ở khoảng cách xa, từ vài kilômét trong khu vực đô thị cho đến hàng chục kilômét ở vùng nông thôn. - Tiêu thụ năng lượng cực thấp (Low Power):
Các thiết bị sử dụng mạng LPWAN có thể hoạt động bằng pin từ vài năm cho đến hàng chục năm mà không cần thay thế. - Băng thông và tốc độ thấp (Low Bandwidth):
Chỉ truyền tải các gói dữ liệu có kích thước nhỏ (vài byte đến vài kilobyte) như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, tọa độ GPS hay trạng thái đóng/mở. - Chi phí thấp:
Cả chi phí lắp đặt thiết bị phần cứng, chi phí duy trì mạng và tiêu thụ năng lượng đều kinh tế hơn rất nhiều so với mạng di động truyền thống (3G/4G/5G) hay Wi-Fi.
Các công nghệ LPWAN phổ biến hiện nay
LPWAN không phải là một công nghệ đơn lẻ, mà là một thuật ngữ chung bao gồm nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Chúng được chia thành hai nhóm chính:
A. Nhóm hoạt động trên dải tần số không có bản quyền (Unlicensed Band)
Đây là nhóm dùng tần số tự do, phù hợp cho các hệ thống mạng tự xây dựng. Tiêu biểu cho nhóm này là LoRaWAN và Sigfox.
(Xem thêm: Tổng quan về tín hiệu và hệ thống truyền thông)
- LoRa / LoRaWAN:
LoRa rất phổ biến trong các ứng dụng tự xây dựng mạng riêng (như nông nghiệp thông minh, thành phố thông minh quy mô nhỏ). Công nghệ này có khả năng xuyên vật cản rất tốt và tầm phủ sóng cực xa. - Sigfox:
Sigfox là công nghệ truyền thông không dây dạng “siêu hẹp” (Ultra Narrowband – UNB), được thiết kế dành riêng cho các thiết bị IoT cần truyền những gói dữ liệu rất nhỏ và không liên tục. Nhờ tiêu thụ năng lượng thấp và chi phí vận hành mạng rẻ, Sigfox phù hợp với các ứng dụng như cảm biến, đồng hồ thông minh và hệ thống giám sát tín hiệu từ xa.
B. Nhóm hoạt động trên dải tần số có bản quyền (Licensed Band – hạ tầng viễn thông di động)
Nhóm thứ hai này dùng sóng của nhà mạng di động. Tiêu biểu là NB-IoT và LTE-M. Công nghệ này dùng chung hạ tầng với điện thoại của bạn.
- NB-IoT (Narrowband IoT):
Công nghệ do 3GPP phát triển, tận dụng ngay hạ tầng trạm phát sóng di động sẵn có của các nhà mạng di động, độ phủ sóng sâu và bảo mật cao. - LTE-M (eMTC):
Cũng thuộc hạ tầng di động nhưng hỗ trợ tốc độ cao hơn một chút so với NB-IoT. LTE-M có khả năng chuyển vùng (roaming) và hỗ trợ thoại cơ bản.
Ứng dụng thực tế của LPWAN
Nhờ những ưu điểm vượt trội, LPWAN được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống và công nghiệp (IIoT):
- Đô thị thông minh:
Hệ thống chiếu sáng công cộng thông minh, bãi đỗ xe thông minh, thùng rác thông minh tự báo đầy. - Quản lý tài nguyên:
Hệ thống đo đạc điện, nước, khí đốt từ xa (Smart Metering) giúp nhân viên không cần đến từng nhà ghi chỉ số. Một số ứng dụng tiêu biểu như:- Theo dõi đồng hồ đo nước từ xa
- Giám sát lưu lượng thời gian thực trên đường ống
- Theo dõi chỉ số vận hành của các thiết bị
- Nông nghiệp thông minh:
Theo dõi độ ẩm đất, nhiệt độ, dinh dưỡng cây trồng trên các cánh đồng rộng lớn. - Logistics và chuỗi cung ứng:
Giám sát vị trí, nhiệt độ, độ rung của hàng hóa trong quá trình vận chuyển xuyên quốc gia. - Chăm sóc sức khỏe và đời sống:
Thiết bị định vị thú cưng, vòng đeo tay theo dõi người già hoặc trẻ em.
LPWAN đang trở thành nền tảng kết nối quan trọng trong hệ sinh thái Internet vạn vật (IoT). Công nghệ này đáp ứng tốt nhu cầu truyền dữ liệu ở khoảng cách xa với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Đồng thời, LPWAN cũng giúp giảm chi phí triển khai và vận hành mạng. Trong tương lai, khi số lượng thiết bị IoT tiếp tục tăng, LPWAN được kỳ vọng sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong các lĩnh vực như đô thị thông minh, nông nghiệp, công nghiệp và giám sát môi trường.
Bình luận đã đóng.
Bình luận