LPWAN
LPWAN (Low Power Wide Area Network ) merupakan jenis telekomunikasi nirkabel jaringan area luas yang dirancang untuk memungkinkan komunikasi jarak jauh pada rendah sedikit menilai antara hal – hal (objek yang terhubung), seperti sensor dioperasikan pada baterai.
LPWAN adalah sebuah teknologi nirkabel yang sangat sesuai dengan kebutuhan spesifik perangkat machine-to-machine (M2M) dan IoT. Penggunaan LPWAN biasanya untuk smart city dan sektor industri yang tidak memerlukan kecepatan dan bandwidth yang sama dengan perangkat seluler konsumen.
Teknologi LPWAN mendukung transfer data dalam paket data kecil dengan ukuran mulai dari 10 hingga 1000 byte. Hal ini memungkinkan peningkatan efisiensi dan kecepatan yang dioptimalkan mulai dari 3 Kbps hingga 375 Kbps.
Karena Jaringan LPWAN beroperasi dengan efisiensi daya dan bandwidth yang lebih tinggi serta pada area yang lebih luas, infrastruktur dan perangkat keras yang dibutuhkan pun lebih sedikit, sehigga terjadi efisiensi biaya.
Contoh: perangkat untuk pemantauan kualitas udara, deteksi hunian, pelacakan aset, dan pemantauan lingkungan, dll.
Penggunaan salah satu LPWAN yaitu LoRaWAN pada pendeteksi lingkungan seperti persediaan air, kapasitas sampah, vending machine, deteksi api, dll yang terhubung ke gateway yang kemudian akan dikirimkan ke internet.
Keunggulan LPWAN
LPWAN memiliki keunggulan dibandingkan dengan teknologi lain seperti LTE, Radio 2,4 GHz, dll yaitu:
• Long Range : LPWAN mendukung konektivitas yang sangat jauh bahkan hingga 10 Km, bahkan bisa menembus bawah tanah. Jangkauan biasanya diukur dengan sensitivitas sinyal penerima, LPWAN bahkan bisa mencapai -130 dBm untuk dapat bertukar data.
• Long Power :
Sistem LPWAN mengadopsi beberapa pendekatan untuk mengoptimalkan efisiensi daya, sehingga baterai dapat bertahan selama bertahun-tahun pada perangkat.
Perangkat dapat diatur menjadi deep sleep (tidur) saat tidak melakukan transmisi data. Selanjutnya, protokol pada Akses Kontrol Layer dapat meminimalkan overhead data.
• Low Cost : Protokol LPWAN yang disederhanakan, bandwith yang diturunkan, dan transfer data yang ringan dapat menurunkan biaya pemasangan infrastruktur dan perangkat keras yang diperlukan.
LoRa (Long Range)
LoRa merupakan sistem komunikasi wireless untuk Internet of Things, menawarkan komunikasi jarak jauh ( > 15 km di remote area) dan berdaya rendah (5–10 tahun). LoRa merupakan teknologi IoT yang di bangun oleh Cycleo of Grenoble (Prancis), lalu di akuisisi oleh Semtech pada 2012 dengan menggunakan frekuensi 433, 868, 915, dan 923 MHz tergantung regulasi negara.
Indonesia oleh Kominfo akan mengikuti standar frekuensi LoRa yang ditetapkan oleh LoRa Alliance untuk kawasan Asia yaitu pada frekuensi 923–925 MHz (AS923).
Keunggulan LoRa
- Geolocation, memungkinkan mendeteksi lokasi keberadaan suatu benda tanpa biaya alias gratis.
- Biaya Rendah, dapat mengurangi biaya dengan mengurangi biaya infrastruktur, biaya operasional dan sensor-sensor yang mempunyai jaringan nya sendiri.
- Terstandar, dibuat agar dapat berinteraksi den berfungsi dengan produk atau sistem lain.
- Daya Rendah, dengan konsumsi daya yang dibutuhkan hanya berkisar dari 13 ma hingga 15 ma. Sehingga baterai dapat bertahan 20 tahun.
- Jarak Jauh, LoRa dapat memancarkan hingga 100km.
- Aman, Tertanam end-to end enkripsi AES128
- Kapasitas Tinggi, Mendukung jutaan pesan per base station, ideal untuk operator jaringan publik yang melayani banyak pelanggan.
LoRa menggunakan modulasi Chirp Spread Spectrum (CSS) yang telah diadopsi oleh IEEE untuk standar Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs) 802.15.4. Beberapa istilah dasar pada CSS:
- Bit : satuan dasar informasi digital dan bersifat biner (1/0, high/low). Bit rate (Rb) adalah laju perubahan bit tiap satuan waktu.
- Symbol : 1 Symbol dapat memuat beberapa bit data dapat berbentuk waveform ataupun code. Symbol rate (Rs) adalah laju perubahan symbol tiap satuan waktu.
- Chip : satuan elemen dalam konteks Chirp Spread Spectrum yang berbentuk pulsa (pulse). Ini diperlukan agar tidak tertukar dengan istilah bit. Chip rate (Rc) merupakan laju perubahan chip persatuan waktu.
- Chirp : “Compressed High Intensity Radar Pulse” merupakan meningkatnya sinyal frekuensi (up-chirp) atw turun (down-chirp) terhadap waktu. Istilah chirp rate sama dengan symbol rate secara umum.
Salah satu perangkat LoRa yang dapat diterapkan di Indonesia adalah Modul LoRa SX1276 dengan frekuensi 915 MHz.
LoRa Antares Coverage untuk pengecakan lokasi jangkauan
NB-IoT
NB-IoT (Narrowband Internet of Things) merupakan teknologi telekomunikasi Low Power Wide Area Network (LPWAN) bagian dari roadmap teknologi 5G yang dirancang secara khusus agar komunikasi antar mesin semakin masif dengan cakupan jaringan konektivitas yang lebih luas hingga dua kali dari teknologi GSM.
Teknologi NB-IoT juga mampu menghasilkan ketahanan baterai dari perangkat hingga 10 tahun dan dapat menghemat cost dengan biaya modul yang rendah.
Cara Kerja NB-IoT
NB-IoT menggunakan subset (bagian) dari standar jaringan LTE, tetapi membatasi bandwidth menjadi satu pita sempit 200kHz. Atau dapat dibilang bahwa NB-IoT menumpang pada frekuensi jaringan GSM yang sudah ada. Ia menggunakan modulasi OFDM untuk komunikasi downlink dan SC-FDMA untuk komunikasi uplink.
NB-IoT juga dapat beroperasi menggunakan pita 200 KHz yang tidak digunakan yang sebelumnya digunakan oleh GSM.
NB-IoT saat ini banyak dikembangkan oleh perusahaan telekomunikasi yang sebelumnya sudah membangun infrastruktur komunikasi GSM, LTE, dll. dengan menggunakan frekuensi berlisensi.
Maka dari itu untuk dapat terhubung melalui jaringan NB-IoT kita harus membayar layanan tersebut menggunakan SIM Card layaknya penggunaan jaringan LTE pada ponsel.
Contoh komponen NB-IoT yaitu modul SIM7000E, SIM7000C, dan SIM7020C
