Apa itu Teknologi Low Power Wide Area Network (LPWAN)?​
Sumber: labkom99.com
Teknologi Low Power Wide Area (LPWA) muncul sebagai istilah pada tahun 2013 bukan sebagai standar teknologi baru, melainkan sebagai kelas teknologi nirkabel yang sangat sesuai dengan kebutuhan spesifik perangkat machine-to-machine (M2M) dan IoT.
Mayoritas perangkat IoT, terutama yang berada di kota pintar dan sektor industri, tidak memerlukan kecepatan dan bandwidth yang sama dengan perangkat seluler konsumen. Namun, mereka membutuhkan jaringan seluler LTE tradisional yang dapat bertahan dalam waktu yang lama.
Teknologi LPWA menjadi terkenal sebagai pilihan yang lebih disukai untuk aplikasi IoT pada tahun 2015 ketika asosiasi industri nirkabel GSMA menetapkan serangkaian standar Jaringan LPWA (LPWAN) untuk membantu operator jaringan memenuhi kebutuhan biaya, cakupan, dan konsumsi daya yang spesifik dari aplikasi IoT. LPWAN atau LPWA 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. Daya rendah, laju bit rendah, dan tujuan penggunaan membedakan jenis jaringan ini dari WAN nirkabel yang dirancang untuk menghubungkan pengguna atau bisnis, dan membawa lebih banyak data, menggunakan lebih banyak daya.
Bersamaan dengan itu, Aliansi LoRa dibentuk untuk memperkuat teknologi LPWAN lain yang muncul dengan menambahkan opsi konektivitas nirkabel lain untuk aplikasi IoT dengan bandwidth rendah dan latensi rendah.
Baca juga:
LPWAN dapat digunakan untuk membuat jaringan sensor nirkabel pribadi, tetapi juga dapat berupa layanan atau infrastruktur yang ditawarkan oleh pihak ketiga, yang memungkinkan pemilik sensor untuk menyebarkannya di lapangan tanpa berinvestasi dalam teknologi gateway.
Mengapa kita membutuhkan teknologi LPWAN?
Teknologi Low Power Wide Area Network (LPWAN) memperkuat untuk solusi IoT, menawarkan opsi nirkabel hemat biaya dan daya yang memanfaatkan jaringan yang ada, jangkauan global, dan keamanan internal yang kuat. Dibuat khusus untuk perangkat M2M dan IoT, teknologi Low Power Wide Area didefinisikan berdasarkan namanya yaitu memungkinkan konsumsi daya yang rendah dan konektivitas nirkabel jarak jauh.
Seberapa efisien LPWAN?
Teknologi LPWAN memungkinkan perangkat IoT beroperasi dengan baik hingga 10 tahun dengan sekali pengisian daya baterai. Durasi ini sangat ideal untuk solusi mobilitas yang terbatas dan tidak memiliki sumber daya yang andal untuk pengisian ulang. Teknologi LPWAN ideal untuk:
Smart meters,
Smart city,
Track and trace,
Smart agriculture,
Smart building applications.
Sumber: hackaday.io
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. Sehingga terjadi efisiensi biaya yang lebih besar.
LPWAN juga unik karena perangkap ini memberikan solusi yang efisien, terjangkau, dan mudah diterapkan untuk jaringan IoT skala besar. Mereka ideal untuk aplikasi bandwidth rendah dengan muatan kecil, seperti perangkat untuk pemantauan kualitas udara, deteksi hunian, pelacakan aset, dan pemantauan lingkungan.
Arsitektur Jaringan LPWAN dan Karakteristik Utama
LPWAN menggunakan konfiguari jaringan di mana pusat data mengumpulkan data dari banyak titik akhir yang terdistribusi dan jauh. Pengecualian untuk LPWAN seluler (yaitu NB-IoT), koneksi antara titik akhir dan pusat data adalah non-TCP/IP untuk menghindari header paket yang besar dan kuat. Setelah menerima dan mendemodulasi pesan, base station kemudian meneruskannya ke server backend melalui tautan backhaul TCP/IP standar (misalnya Ethernet, seluler, dll). Untuk layanan LPWAN publik, data harus di rutekan melalui server operator jaringan sebelum mencapai aplikasi pengguna akhir, sedangkan di LPWAN yang dikelola secara pribadi, data dapat langsung di transfer ke backend pilihan pengguna untuk privasi dan kontrol data yang lengkap.
Apa Saja Keunggulan LPWAN
1. Long Range
Jangkauan sering diukur dalam hal sensitivitas penerima kekuatan sinyal terendah untuk pesan yang akan dideteksi dan didemodulasi. Dalam LPWAN, sensitivitas penerima dapat mencapai -130 dBm. Sensitivitas penerima yang tinggi ini biasanya dicapai dengan mengurangi bandwidth sinyal dan dengan demikian mengalami tingkat kebisingan (yaitu (Ultra-)Narrow Band) atau menambahkan keuntungan pemrosesan (yaitu Spread Spectrum), keduanya datang dengan kecepatan data yang lebih rendah.
Selain teknik modulasi khusus ini, penggunaan pita frekuensi Sub-GHz di sebagian besar solusi LPWAN, alih-alih pita 2,4 GHz yang populer, semakin meningkatkan jangkauan dan kemampuan penetrasi. Karena panjang gelombang radio panjang dalam sistem sub-GHz dapat menempuh jarak beberapa kilometer di area terbuka. Dibandingkan dengan sinyal 2,4 GHz, mereka juga dapat menembus dinding, pohon, dan struktur lain dengan lebih baik.
2. Long Power
Sistem LPWAN mengadopsi beberapa pendekatan untuk mengoptimalkan efisiensi daya, mengamankan masa pakai baterai selama bertahun-tahun pada node akhir.
Pertama, di luar waktu transmisi, transceiver dimasukkan ke mode "tidur" yang dalam di mana daya yang dikonsumsi sangat minim. Dalam komunikasi dua arah, jadwal mendengarkan ditentukan sehingga perangkat "bangun" hanya pada waktu yang telah ditentukan atau segera setelah uplink dikirim untuk menerima pesan downlink.
Kedua, meskipun tidak semua, banyak teknologi LPWAN menggunakan protokol asinkron ringan pada lapisan Kontrol Akses Menengah untuk meminimalkan overhead data.
3. Low Cost
Protokol LPWAN yang disederhanakan dan ringan mengurangi kerumitan dalam desain perangkat keras dan menurunkan biaya perangkat. Jangkauan panjangnya dikombinasikan dengan topologi bintang mengurangi kebutuhan infrastruktur yang mahal, dan penggunaan pita bebas lisensi atau berlisensi mengurangi biaya jaringan.
Kesimpulan
LPWAN memberikan kombinasi unik dari keunggulan jarak jauh, daya rendah, dan biaya rendah, LPWAN siap menjadi sensor IoT yang dioperasikan dengan baterai dengan daya tahan yang lama. Namun demikian, tidak semua teknologi LPWAN diciptakan sama, dan terdapat trade-off yang terus-menerus antara kualitas layanan dan masa pakai baterai di antara sebagian besar solusi. Pada saat yang sama, kurangnya standarisasi dan dukungan mobilitas yang terbatas merupakan tantangan lain yang tidak boleh diabaikan.
Bagi temen-temen yang mau belajar lebih lanjut tentang LPWAN bisa simak video berikut ini
Referensi:
Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi Anda, Jika ada saran, kritik maupun pertanyaan silahkan kirim pesan ke:
PT. Karya Merapi Teknologi
Follow sosial media kami dan ambil bagian dalam berkarya untuk negeri!
Instagram: https://www.instagram.com/kmtek.indonesia/
Facebook: https://www.facebook.com/kmtech.id
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/kmtek