Trade Off zwischen Stromverbrauch, Reichweite und Bandbreite
Die perfekte Konnektivitätsoption verbraucht extrem wenig Strom, hat eine große Reichweite und kann große Datenmengen übertragen (hohe Bandbreite). Leider gibt es diese perfekte Konnektivität nicht.
Jede Konnektivitätsoption stellt einen Kompromiss zwischen Stromverbrauch, Reichweite und Bandbreite dar. Dies ermöglicht es uns, die verschiedenen Konnektivitätsoptionen in drei Hauptgruppen zu unterteilen, die Sie unten finden. diese Gruppen sollten jedoch mehr als ein Rahmen für das Nachdenken über Konnektivität als eine definitive Klassifizierung dienen, da es Konnektivitätsstandards geben kann, die mehr an den Grenzen dieser Gruppen liegen.
1. Hoher Stromverbrauch, hohe Reichweite, hohe Bandbreite
Um viele Daten drahtlos über eine große Entfernung zu übertragen, benötigt man viel Strom. Ein großartiges Beispiel dafür ist Ihr Smartphone. Ihr Telefon kann große Datenmengen (z.B. Video) über große Entfernungen empfangen und übertragen, aber Sie müssen es alle 1-2 Tage aufladen. Zu den Konnektivitätsoptionen dieser Gruppe gehören Mobilfunk und Satellit.
Cellular wird verwendet, wenn sich der Sensor/Gerät innerhalb der Reichweite von Mobilfunkmasten befindet. Für Sensoren/Geräte, die sich beispielsweise in der Mitte des Ozeans befinden, wird ein Satellit benötigt.
2. Geringer Stromverbrauch, geringe Reichweite, hohe Bandbreite
Um den Stromverbrauch zu senken und trotzdem viele Daten zu senden, müssen Sie die Reichweite verringern. Zu den Konnektivitätsoptionen dieser Gruppe gehören WiFi, Bluetooth und Ethernet.
Ethernet ist eine fest verdrahtete Verbindung, daher ist die Reichweite kurz, da sie nur bis zur Leitungslänge reicht. WiFi und Bluetooth sind beide drahtlose Verbindungen mit hoher Bandbreite und geringerem Stromverbrauch als Mobilfunk und Satellit. Da Sie jedoch sicher schon einmal einen Spaziergang durch Ihr Zuhause erlebt haben, ist die Reichweite begrenzt.
3. Geringer Stromverbrauch, hohe Reichweite, geringe Bandbreite
Um die Reichweite bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch zu erhöhen, müssen Sie die Datenmenge, die Sie senden, verringern. Die Konnektivitätsoptionen in dieser Gruppe werden als Low-Power Wide-Area Networks (LPWANs) bezeichnet.
LPWANs senden kleine Datenmengen, die es ihnen ermöglichen, mit sehr geringer Leistung zu arbeiten, mit Reichweiten in Meilen statt in Fuß. So muss beispielsweise ein Feuchtesensor für landwirtschaftliche Zwecke nicht viele Daten senden, vielleicht nur eine einzige Zahl (der Feuchtigkeitsgehalt) alle paar Stunden. Sie möchten auch nicht, dass dieser Sensor viel Strom verbraucht, da er mit Batterie betrieben werden muss (der Anschluss an eine Steckdose in der Mitte eines Feldes ist einfach nicht realistisch). Und da die Landwirtschaft ein großes Gebiet abdeckt, fehlt WiFi und Bluetooth die Reichweite.
LPWANs sind für viele IoT-Anwendungen äußerst nützlich. Sie erlauben Tonnen von Sensoren/Geräten zur Erfassung und Übertragung von Daten über weite Bereiche bei jahrelanger Lebensdauer der Batterie. Obwohl sie nicht viele Daten senden können, müssen die meisten Sensoren nicht, aber diese Art von Anwendung benötigt oft IoT-Gateways, die wir im vorherigen Kapitel untersucht haben.