- Apa itu Teknologi Sigfox
- Fitur Sigfox
- Arsitektur Jaringan Sigfox
- Keamanan dan privasi Sigfox
- Penerapan Sigfox
- Produsen modul Sigfox
Perlombaan untuk teknologi nirkabel dimulai pada tahun 1890-an ketika Marconi membangun stasiun radio pertama di dunia dan memperkenalkan telegrafi nirkabel, yang sepenuhnya mendefinisikan ulang cara manusia bertukar informasi saat itu. Saat ini, kami telah maju dengan banyak teknologi seluler baru untuk mengirimkan data dalam jumlah besar secara nirkabel kepada siapa pun yang tinggal bahkan di sudut terdalam Bumi. Tapi, belakangan ini bukan hanya manusia yang harus berkomunikasi di antara mereka sendiri. Mesin dan perangkat elektronik lainnya juga sudah mulai bertukar informasi antara satu sama lain untuk membentuk jaringan yang terhubung. Perangkat ini sebagian besar beroperasi dengan baterai dari lokasi terpencil yang memaksanya untuk berkomunikasi untuk jarak jauh dengan daya seminimal mungkin. Persyaratan ini telah mendorong kebutuhan akan teknologi komunikasi baru seperti ZigBee, LoRa, Sigfox, dll. Kita telah membahas apa itu LoRa di artikel sebelumnya dan karenanya dalam artikel ini kita akan mempelajari tentang protokol komunikasi nirkabel serupa yang disebut Sigfox dan signifikansinya di teknologi yang terhubung.
Apa itu Teknologi Sigfox
Sigfox adalah komunikasi nirkabel seluler jarak jauh yang menawarkan solusi khusus terutama untuk aplikasi Internet of Things (IoT) dan M2M throughput rendah dengan memanfaatkan layanan konektivitas IoT ujung ke ujung menggunakan teknologi yang dipatenkan. Protokol jaringan Sigfox telah mematenkan stasiun basis yang terintegrasi dengan radio yang ditentukan perangkat lunak. Perangkat akhir menggunakan modulasi penguncian pergeseran fase biner (BPSK) untuk menghubungkan ke stasiun pangkalan.
Jaringan Sigfox telah dirancang untuk memfasilitasi komunikasi yang efektif dengan konsumsi daya yang rendah. Konsumsi daya yang rendah memastikan bahwa perangkat jarak jauh dapat bekerja dalam waktu lama dengan pengisian atau pemeliharaan baterai minimal. Sigfox memungkinkan komunikasi IoT jarak jauh sehingga memungkinkan transmisi dengan stasiun basis minimal. Jaringan Sigfox menggunakan pendekatan gaya seluler untuk memungkinkan node jarak jauh menggunakan internet untuk berkomunikasi dengan stasiun pangkalan. Ini memfasilitasi kendali jarak jauh dan pengumpulan data dari node Sigfox di area geografis yang luas selama ada konektivitas internet.
Fitur Sigfox
Meskipun Sigfox diperkenalkan kembali pada tahun 2009, baru belakangan ini ia mendapatkan popularitas. Saat ini dengan munculnya IoT, Sigfox banyak digunakan sebagai standar komunikasi untuk menghubungkan perangkat berdaya rendah seperti meteran listrik pintar, jam tangan pintar, dll. Mari kita lihat fitur Sigfox yang menjadikannya sebagai jaringan yang lebih disukai.
Kapasitas jaringan tinggi
Sigfox memiliki kapasitas tinggi yang memungkinkan untuk menskalakan hingga milyaran objek, hal ini karena modulasi pita ultra-sempit yang mengakomodasi ketahanan dan ketahanan terhadap interferensi. Infrastruktur Sigfox menggunakan akses acak yang memfasilitasi keragaman frekuensi dan waktu. Penggunaan bandwidth uplink dan downlink memungkinkan konsistensi terlepas dari link radio yang digunakan.
Efisiensi energi tinggi
Jaringan Sigfox menawarkan efisiensi energi yang tinggi, berkat semikonduktor hemat daya yang digunakan saat membuat perangkat keras Sigfox. Semikonduktor ini memungkinkan modul Sigfox mengirimkan data hanya dengan arus sekitar 10mA - 50mA. Arsitektur jaringan Sigfox tidak menjalankan sinkronisasi pesan antara perangkat dan stasiun pangkalan sebelum melakukan transmisi data, ini berarti tidak diperlukan pengupas. Kurangnya penyandingan antara perangkat dan pemancar mengakomodasi masa pakai baterai yang lama dan memberi Sigfox keunggulan dibandingkan teknologi lainnya. Sigfox hanya mengkonsumsi beberapa nano ampere saat idle, tingkat konsumsi daya ini dapat diabaikan sehingga meningkatkan efisiensi.
Jarak jauh
Penyebaran Sigfox mencakup wilayah geografis yang luas dengan jumlah stasiun pangkalan yang minimal. Rentang frekuensi radio (RF) diperkirakan dengan arti kecepatan data untuk setiap keluaran, jarak jauh dicapai dengan kecepatan data rendah. Implementasi stasiun basis jarak jauh memungkinkan implementasi jaringan Sigfox yang luas dengan biaya minimal. Jarak jauh Sigfox juga difasilitasi oleh fakta bahwa stasiun pangkalan memiliki sensitivitas yang lebih rendah dan objek memiliki daya keluaran yang rendah. Di daerah pedesaan, jaringan Sigfox menjangkau jarak rata-rata 30km - 50km karena gangguan minimal. Namun, di pusat kota di mana ada banyak halangan, jangkauan Sigfox berkurang menjadi 10 km.
Ketahanan terhadap gangguan
Sigfox menggunakan Ultra Barrow Band (UNB) 192KHz yang terintegrasi dengan keragaman spasial stasiun pangkalan sebesar +20 dB yang memfasilitasi fitur anti-jamming yang unik. Jaringan Sigfox menggunakan Ultra Narrow Band untuk beroperasi di jalur Industri, Ilmiah, dan Medis (ISM)karena sinyal spektrum tersebar diganggu oleh sinyal UNB. Di Eropa, Uplink memiliki bandwidth 100Hz sedangkan di AS bandwidth melebihi 600Hz. Uni Eropa telah membatasi daya maksimum menjadi 25mW. Downlink memiliki bandwidth saluran 1.5KHz dan jangkauan data 600 bps. Downlink selanjutnya membatasi output daya maksimum hingga 500mW. Ketahanan optimal untuk mengganggu memfasilitasi Sigfox berfungsi secara efektif dalam pita ISM. Ini memungkinkannya untuk mengirim bahkan di bawah sinyal gangguan. Namun, noise overlap yang rendah menginduksi kekasaran intrinsik ke pita Ultra-Narrow. Akibatnya, untuk pesan yang akan dikirim, sinyal harus memiliki minimal 8 dB.
Arsitektur Jaringan Sigfox
Arsitektur jaringan Sigfox berbentuk horizontal dan tipis, serta memiliki 2 lapisan. Lapisan satu terdiri dari peralatan jaringan sebagian besar stasiun pangkalan, dan elemen lainnya. Tujuan dari lapisan ini adalah untuk menerima pesan dari perangkat IoT dan mengirimkannya ke sistem Dukungan Sigfox. Jaringan ini memiliki topologi bintang satu hop yang memungkinkan perangkat IoT terhubung ke stasiun pangkalan mana pun di dekatnya. Lapisan kedua adalah Sistem Dukungan Sigfoxtempat pesan dari stasiun pangkalan diproses dan dikirim melalui panggilan balik ke sistem pelanggan. Lapisan ini juga menyediakan titik masuk dari berbagai pelaku seperti Sigfox, pelanggan akhir, operator Sigfox, dan saluran ke ekosistem menggunakan antarmuka web atau API. Lapisan memiliki repositori dan alat lain untuk menganalisis data yang dikumpulkan oleh jaringan. Lapisan tersebut juga berisi modul dan fitur yang mendukung penyebaran, operasi, dan pemantauan jaringan. Fitur-fiturnya antara lain Business Support System (BSS) untuk penagihan dan pemesanan, dan Radio Planning untuk mendukung penyebaran dan pemantauan jaringan. Internet publik menghubungkan dua lapisan melalui koneksi VPN yang aman.
Data dari perangkat IoT dikirim melalui udara ke BTS, kemudian melalui backhaul yang menggunakan konektivitas DSL dengan backup 4G. Konektivitas satelit digunakan sebagai cadangan di tempat-tempat di mana DSL dan 4G tidak tersedia. Pemrosesan pesan juga ditangani oleh backhaul, pesan ini sampai di jaringan inti sebanyak replikasi tetapi hanya satu salinan yang disimpan yang dapat diakses oleh pelanggan melalui antarmuka web.
Keamanan dan privasi Sigfox
Karena fokus utama Sigfox adalah untuk digunakan dengan IoT, jaringan telah dirancang untuk meningkatkan keamanan dengan menerapkan firewall untuk mengamankan data saat bergerak dan diam. Anda juga dapat membaca artikel tentang tantangan Keamanan IoT ini untuk mendapatkan ide yang lebih baik tentang cara mengamankan perangkat IoT Anda. Sekarang mari kita lihat berbagai fitur keamanan di Sigfox.
Keamanan firewall
Sigfox memiliki firewall bawaan yang membatasi objek IoT untuk terhubung atau berkomunikasi menggunakan protokol internet. Untuk berkomunikasi melalui internet, suatu objek mengirimkan pesan radio yang diambil oleh stasiun akses yang tersedia. Stasiun akses kemudian merelay pesan ke sistem pendukung Sigfox yang kemudian mengirimkannya ke tujuan yang ditentukan. Sistem pendukung Sigfox juga mengirimkan respons ke objek pengirim melalui stasiun pangkalan. Firewall keamanan dengan demikian mengamankan objek IoT dari serangan terkait internet.
Keamanan data
Arsitektur Sigfox menyediakan mekanisme keamanan yang menjamin otentikasi data yang aman dan penghindaran pemutaran ulang; itu juga menyediakan mekanisme anti-menguping ekstra. Rantai IoT Sigfox melibatkan kunci otentikasi yang disimpan yang disimpan oleh perangkat dan pelanggan, kunci ini akan diperlukan untuk mengakses data yang disimpan oleh Sistem Sigfox. Hasilnya, mekanisme data Sigfox menjamin keamanan dalam ekosistem yang beragam dan peraturan lokal yang berbeda. Kunci otentikasi untuk setiap perangkat unik yang berarti bahwa kompromi dari kunci keamanan otentikasi perangkat tidak mempengaruhi keamanan perangkat lain. Namun, keamanan perangkat apa pun bergantung pada kebijaksanaan pabrikan.
Penerapan Sigfox
Teknologi Sigfox cocok untuk aplikasi M2M berbiaya rendah yang beroperasi pada cakupan area yang luas. Area-area tersebut meliputi;
- Orang, Barang, atau jenis pelacakan Aset lainnya.
- Komunikasi metering cerdas di sektor energi.
- Komunikasi aplikasi mHealth
- Manajemen komunikasi otomotif di sektor transportasi
- Kontrol dan pemantauan jarak jauh.
- Keamanan.
Produsen modul Sigfox
Murata adalah salah satu produsen mikrokontroler Sigfox terkemuka. Modul Sigfox yang populer menggunakan mikrokontroler nirkabel berbasis STM32 dari Mikrokontroler ST dan juga SX127 Samtech RFIC. Mikrokontroler ini beroperasi pada rentang frekuensi 860-930 MHz. Rentang frekuensi ini mendukung daya keluaran +14 dBm yang dapat ditingkatkan hingga +20 dBm jika area sinyal buruk.
|
Modul |
Pabrikan |
|
WSSFM10R1: RCZ1 (Eropa, Timur Tengah, Afrika) |
WiSOL Co. LTD |
|
TD1207 |
TD Selanjutnya |
|
SN10-11 |
InnoComm |
|
ABZ Sigfox RC1 |
Murata Manufacturing Co LTD |
|
SiPy 14dB |
Pycom |
|
S-Wing: Papan Ekstensi Sigfox untuk Bosch XDK untuk Zona 2 & 4 |
InnoComm |
|
S-Wing: Papan Ekstensi Sigfox untuk Bosch XDK untuk Zona 3 |
InnoComm |
|
SN10-12 |
InnoComm |
|
SN10-22 |
InnoComm |