深入剖析 LPWAN 技術：LoRaWAN 與 Sigfox 的比較

– 18 分鐘閱讀

低功耗廣域網路（LPWAN）技術在物聯網（IoT）領域應用廣泛，LoRaWAN 和 Sigfox 作為兩種主流 LPWAN 技術，各有其特性和優勢。LoRaWAN 採用星狀網路拓撲，具有較長的傳輸距離和較大的網路容量，適用於需要雙向通訊和較高資料傳輸速率的應用場景。Sigfox 則採用單向通訊模式，功耗更低，成本更低廉，適合於只需單向資料傳輸的應用，例如簡單的感測器資料採集。在選擇 LPWAN 技術時，需要根據具體應用需求，綜合考慮功耗、成本、傳輸距離、資料速率、雙向通訊需求等因素。此外，OFDM 技術中的峰均功率比（PAPR）問題會影響 IoT 裝置的電池壽命和功耗，需要採用相應的技術手段降低 PAPR 的影響。

5G 網路技術

5G 網路技術包括了多種不同的技術，例如：

  • 毫米波（mmWave）：是一種高頻率的無線通訊技術，能夠提供高容量、低延遲的連線。
  • 大規模多天線技術（Massive MIMO）：是一種使用多個天線的技術，能夠提供更好的覆蓋和容量。
  • 網路切片（Network Slicing）：是一種技術，能夠將網路分成多個不同的切片，每個切片提供不同的服務和應用。

5G 網路應用

5G 網路應用包括了多種不同的應用，例如：

  • 增強型移動寬頻（eMBB）：是一種提供高容量、低延遲的連線的應用，能夠支援各種不同的移動寬頻服務。
  • 大規模機器型別通訊（mMTC）：是一種提供低延遲、低功耗的連線的應用，能夠支援各種不同的 IoT 裝置。
  • 超可靠低延遲通訊（URLLC）：是一種提供超可靠、低延遲的連線的應用，能夠支援各種不同的 mission-critical 應用。

5G 網路安全

5G 網路安全是一個非常重要的問題，需要考慮各種不同的安全威脅和風險。5G 網路安全包括了多種不同的技術，例如：

  • 加密：是一種使用密碼學的技術，能夠保護資料的安全。
  • 訪問控制：是一種控制誰能夠訪問網路和資料的技術。
  • 入侵檢測：是一種檢測和防止入侵的技術。

OFDM 和 PAPR 的關係

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）是一種編碼方法，已被 3GPP 在 Release 15 中標準化為 4G LTE 的編碼方法。然而，OFDM 也有一個缺點，就是它的峰均功率比（PAPR）較高。PAPR 是指 OFDM 符號中最大功率樣本與平均功率的比率，通常以 dB 表示。

例如，如果一個發射器產生 31 dBm 的訊號，相當於 1.259 W 的功率，如果 PAPR 是 12 dB，則飽和點是 31 dBm + 12 dBm = 43 dBm，相當於 19.95 W。這意味著發射器需要有足夠的功率來處理峰值功率，否則可能會導致訊號失真。

有幾種技術可以用來減輕 PAPR 的影響，包括：

  • 切除（Clipping）：這是一種簡單的方法，透過刪除超出允許範圍的訊號部分來減少 PAPR。然而，這種方法會導致訊號失真和位元錯誤率增加。
  • 符號層級調製（SLM）：這種方法使用不同的符號序列來生成最小 PAPR 的訊號。然而，這種方法可能很複雜，需要大量的計算資源。
  • 部分傳輸序列（PTS）：這種方法透過生成額外的編碼資訊來幫助接收器確定最佳的相位因子。然而，這種方法可能很複雜，需要大量的計算資源。

對 IoT 裝置的影響

PAPR 的影響對 IoT 裝置來說可能很嚴重，因為它可能導致電池壽命縮短和功率消耗增加。一個收發器從未達到 100% 的效率，將 DC 電源轉換為 RF 能量，大約 30% 的功率會損失為熱量和功率放大器的效率低下。PAPR 的影響意味著功率放大器需要降低其工作功率來補償 MIMO 的峰值功率。

長距離通訊系統和協議（WAN）

長距離通訊系統和協議（WAN）包括多種技術，例如非正交多使用者接入（NOMA）。NOMA 可以在同一時間/頻率資源上服務多個使用者，透過功率域多工或編碼域多工。然而，這種方法與 OFDM 不相容，需要對基站和小型蜂窩進行大量改造。

LoRa 和 LoRaWAN

LoRa 和 LoRaWAN 是 LPWAN 技術的一部分，LoRa 是物理層，LoRaWAN 是 MAC 層。LoRaWAN 的架構最初由一家法國公司在 2012 年開發，LoRa 聯盟在 2015 年成立，負責 LoRaWAN 標準和技術的發展。LoRaWAN 提供了一種低功率和長距離的 IoT 通訊解決方案，可以用於各種應用，包括智慧城市、工業自動化和農業。

LoRaWAN 的優點包括：

  • 低功率消耗
  • 長距離通訊
  • 低成本
  • 靈活性

然而，LoRaWAN 也有一些限制，包括：

  • 低資料速率
  • 有限的頻率頻寬

內容解密：

OFDM 和 PAPR 的關係對 IoT 裝置來說很重要，因為它可能導致電池壽命縮短和功率消耗增加。LoRa 和 LoRaWAN 是 LPWAN 技術的一部分，提供了一種低功率和長距離的 IoT 通訊解決方案。然而，LoRaWAN 也有一些限制，包括低資料速率和有限的頻率頻寬。

import numpy as np

# 定義 OFDM 符號
ofdm_symbol = np.array([1, 2, 3, 4, 5])

# 定義 PAPR
papr = 12

# 計算飽和點
saturation_point = np.max(ofdm_symbol) + papr

print("飽和點：", saturation_point)

圖表翻譯：

此圖示 OFDM 符號和 PAPR 的關係。

  flowchart TD
    A[OFDM 符號] --> B[PAPR]
    B --> C[飽和點]
    C --> D[電池壽命縮短和功率消耗增加]

此圖表顯示 OFDM 符號和 PAPR 的關係，PAPR 的增加可能導致電池壽命縮短和功率消耗增加。

LoRa技術概述

LoRa（Long Range）是一種無線通訊技術，適用於長距離、低功耗的物聯網（IoT）應用。它使用了一種稱為Chirp Spread Spectrum（CSS）的調製技術，該技術可以在固定頻寬內平衡資料率和敏感度。

CSS調製技術

CSS是一種使用正弦波的調製技術，該波的頻率會隨著時間的推移而增加或減少。這種技術可以使訊號在整個頻道中傳播，從而提高其對幹擾的抵抗能力。CSS首先在1940年代被用於軍事長距離通訊，現在被應用於LoRa技術中。

LoRa的工作原理

LoRa使用了一種稱為Adaptive Data Rate（ADR）的技術，該技術可以根據節點的密度和基站的距離動態調整資料率。這使得LoRa網路可以根據實際需求調整其容量。

LoRa的典型封包包含了一個字首、頭部和有效載荷。有效載荷的大小可以從51位元組到222位元組不等。LoRa網路還有一個強大的功能，稱為ADR，該功能可以根據節點的距離和基站的距離動態調整資料率。

LoRa的特點

  • 長距離傳輸：LoRa可以傳輸資料到15公里遠的距離。
  • 低功耗：LoRa的功耗非常低，適合於電池供電的裝置。
  • 高容量：LoRa可以支援大量的節點和基站。
  • 安全性：LoRa具有高安全性的加密和驗證機制。

LoRa的應用

LoRa可以應用於各種物聯網領域，例如：

  • 智慧城市：LoRa可以用於智慧城市的各種應用，例如智慧交通、智慧能源、智慧水務等。
  • 工業自動化：LoRa可以用於工業自動化的各種應用，例如生產線監控、裝置管理等。
  • 農業物聯網：LoRa可以用於農業物聯網的各種應用，例如農作物監控、土壤監測等。
圖表翻譯：

此圖表示LoRa技術的基本架構和應用。LoRa使用CSS調製技術實現長距離傳輸，從而可以應用於智慧城市、工業自動化、農業物聯網等各種領域。圖中還展示了LoRa在智慧城市中的具體應用，例如智慧交通和智慧能源等。

import numpy as np

# 定義LoRa的引數
lora_params = {
    'frequency': 868e6,  # Hz
    'bandwidth': 125e3,  # Hz
    'spreading_factor': 7,
    'data_rate': 0.3e3  # bps
}

# 計算LoRa的傳輸距離
def calculate_distance(params):
    frequency = params['frequency']
    bandwidth = params['bandwidth']
    spreading_factor = params['spreading_factor']
    data_rate = params['data_rate']
    
    # 根據LoRa的引數計算傳輸距離
    distance = (frequency * bandwidth) / (spreading_factor * data_rate)
    return distance

# 執行計算
distance = calculate_distance(lora_params)
print(f"LoRa的傳輸距離：{distance} m")

內容解密：

此程式碼定義了LoRa的引數，包括頻率、頻寬、擴散因子和資料率。然後，程式碼計算LoRa的傳輸距離，根據LoRa的引數。最終，程式碼輸出LoRa的傳輸距離。

  sequenceDiagram
    participant LoRa as "LoRa"
    participant CSS as "CSS調製技術"
    participant Distance as "傳輸距離"
    
    Note over LoRa,CSS: LoRa使用CSS調製技術
    LoRa->>CSS: 啟動CSS調製技術
    CSS->>Distance: 計算傳輸距離
    Distance->>LoRa: 傳回傳輸距離
    LoRa->>Distance: 輸出傳輸距離

圖表翻譯：

此圖表示LoRa技術的工作流程。LoRa啟動CSS調製技術，然後CSS調製技術計算傳輸距離。最終，LoRa輸出傳輸距離。

LoRaWAN 通訊協定與應用

LoRaWAN是一種長距離、低功耗的無線通訊技術，廣泛應用於物聯網（IoT）領域。它的通訊協定分為三個類別：Class-A、Class-B和Class-C，各自平衡了延遲和能耗。

LoRaWAN 的 MAC 層

LoRaWAN 的 MAC 層是一個開放的協定，負責管理資料的傳輸和接收。它支援三種不同的 MAC 協定：Class-A、Class-B和Class-C。Class-A 是最節能的，但延遲最長；Class-C 是最低延遲的，但能耗最高。

Class-A

Class-A 裝置是根據電池的感測器和終端。所有終端在加入 LoRaWAN 網路時都會先被分類為 Class-A，可以在執行中更改類別。Class-A 優化了電源消耗，終端會在傳輸後進入睡眠狀態，直到接收延遲計時器過期。

Class-B

Class-B 裝置平衡了電源消耗和延遲。它們依賴於由網路中的節點發出的信標。當裝置接收到信標時，它會建立一個接收視窗，在這個視窗中可以傳送和接收訊息。

Class-C

Class-C 裝置使用最多電源，但延遲最短。它們開啟兩個 Class-A 接收視窗和一個連續供電的接收視窗。Class-C 裝置通常是插電式的，可能是執行器或其他需要快速反應的裝置。

LoRaWAN 的安全性

LoRaWAN 的安全性使用 AES128 加密演算法。它與其他網路的安全性不同之處在於，它將驗證和加密分開使用不同的鑰匙。加入 LoRaWAN 網路的裝置會傳送一個 JOIN 請求，閘道器會回應一個裝置地址和驗證令牌。

LoRaWAN 的拓撲結構

LoRaWAN 根據星型網路拓撲結構，支援多個閘道器。這允許網路具有更好的連線性和範圍。雲端提供者需要管理和處理來自多個閘道器的重複訊息。

網路服務

網路服務負責執行網路堆疊的上層邏輯，包括重複包識別和終止安全服務、下行路由和確認訊息等。

LoRaWAN 網路技術概覽

LoRaWAN是一種長距離寬域網路（LPWAN）技術，適用於物聯網（IoT）應用。它的特點包括低功耗、長距離傳輸和低成本。LoRaWAN網路通常由多個終端節點（End-Node）和一個或多個閘道器（Gateway）組成，終端節點透過LoRaWAN協議與閘道器進行通訊，閘道器則將資料轉發到雲端的LoRaWAN網路服務。

LoRaWAN 網路架構

LoRaWAN網路架構是一種星形拓撲（Star Topology），閘道器作為中心節點，終端節點透過無線通訊與閘道器連線。每個終端節點可以與多個閘道器連線，閘道器則負責將資料轉發到雲端的LoRaWAN網路服務。

LoRaWAN 技術優點

LoRaWAN技術具有以下優點：

  • 低功耗：LoRaWAN技術可以實現低功耗，適合於電池供電的裝置。
  • 長距離傳輸：LoRaWAN技術可以實現長距離傳輸，適合於智慧城市、農業和工業應用。
  • 低成本：LoRaWAN技術可以實現低成本，適合於大規模部署。

LoRaWAN 技術限制

LoRaWAN技術也具有以下限制：

  • 低資料傳輸速率：LoRaWAN技術的資料傳輸速率相對較低，適合於傳輸小量資料。
  • 有限的payload：LoRaWAN技術的payload有限，適合於傳輸小量資料。
  • 沒有實時通訊能力：LoRaWAN技術沒有實時通訊能力，適合於非實時通訊應用。

Sigfox 技術概覽

Sigfox是一種窄帶LPWAN技術，適用於物聯網（IoT）應用。它的特點包括低功耗、低成本和簡單的網路架構。Sigfox技術使用無線電頻率（RF）進行通訊，終端節點透過Sigfox協議與基站進行通訊，基站則將資料轉發到雲端的Sigfox網路服務。

Sigfox 網路架構

Sigfox網路架構是一種中央化的架構，基站作為中心節點，終端節點透過無線通訊與基站連線。Sigfox網路架構簡單，易於部署和維護。

Sigfox 技術優點

Sigfox技術具有以下優點：

  • 低功耗：Sigfox技術可以實現低功耗，適合於電池供電的裝置。
  • 低成本：Sigfox技術可以實現低成本，適合於大規模部署。
  • 簡單的網路架構：Sigfox網路架構簡單，易於部署和維護。

Sigfox 技術限制

Sigfox技術也具有以下限制：

  • 有限的資料傳輸速率：Sigfox技術的資料傳輸速率相對較低，適合於傳輸小量資料。
  • 有限的payload：Sigfox技術的payload有限，適合於傳輸小量資料。
  • 沒有實時通訊能力：Sigfox技術沒有實時通訊能力，適合於非實時通訊應用。

內容解密：

本文主要介紹了LoRaWAN和Sigfox兩種LPWAN技術的概覽、優點和限制。LoRaWAN技術具有低功耗、長距離傳輸和低成本的優點，但也具有低資料傳輸速率和有限的payload的限制。Sigfox技術具有低功耗、低成本和簡單的網路架構的優點，但也具有有限的資料傳輸速率和有限的payload的限制。選擇LoRaWAN或Sigfox技術取決於具體的應用需求和要求。

  flowchart TD
    A[LoRaWAN] --> B[低功耗]
    A --> C[長距離傳輸]
    A --> D[低成本]
    E[Sigfox] --> F[低功耗]
    E --> G[低成本]
    E --> H[簡單的網路架構]

圖表翻譯：

本圖表展示了LoRaWAN和Sigfox兩種LPWAN技術的優點。LoRaWAN技術具有低功耗、長距離傳輸和低成本的優點，而Sigfox技術具有低功耗、低成本和簡單的網路架構的優點。這些優點使得LoRaWAN和Sigfox技術適合於物聯網（IoT）應用。

Sigfox 通訊協定深度剖析

Sigfox是一種低功耗、長距離的無線通訊技術，廣泛應用於物聯網（IoT）領域。然而，在某些地區，如日本，嚴格的頻譜密度限制使得超窄帶（ultra-narrowband）技術難以部署。

Sigfox 的基本特性

Sigfox 的上行鏈路（uplink）和下行鏈路（downlink）具有不同的特性。上行鏈路的有效載荷限制為 12 個位元組，下行鏈路的有效載荷限制為 8 個位元組。上行鏈路的吞吐量為 100 bps，下行鏈路的吞吐量為 600 bps。每天的最大訊息數為 140 個（上行鏈路）和 4 個（下行鏈路）。

Sigfox 的調製方案

Sigfox 使用 DBPSK（差分二進位制相移鍵控）和 GFSK（高斯頻移鍵控）調製方案。DBPSK 是一種相移鍵控調製方案，使用二進位制資料調製載波的相位。GFSK 是一種頻移鍵控調製方案，使用高斯分佈的頻率調製載波。

Sigfox 的雙向通訊

Sigfox 的雙向通訊是一個重要的特性。然而，Sigfox 的雙向通訊需要一些解釋。沒有被動接收模式，意味著基站不能在任何時間向端點裝置傳送訊息。接收視窗只在傳輸視窗完成後開啟。接收視窗將在 20 秒後開啟，持續 25 秒，允許從基站接收一個短訊息（4 個位元組）。

Sigfox 的頻率跳躍

Sigfox 使用 333 個頻道，每個頻道寬度為 100 Hz。接收器的敏感度為 -120 dBm/-142 dBm。Sigfox 支援使用偽隨機方法的頻率跳躍，使用 3 個頻道中的任意一個。最後，傳輸功率規定為 +14 dBm 和 +22 dBm（北美）。

Sigfox 的 MAC 層

每個 Sigfox 裝置都有一個唯一的 Sigfox ID。ID 用於路由和簽署訊息。ID 用於驗證 Sigfox 裝置。另一個 Sigfox 通訊的特性是使用「發射並忘記」（fire and forget）機制。訊息不被玄貓確認。相反，訊息被傳送三次，在三個不同的頻率和三個不同的時間，由玄貓傳送。

Sigfox 的傳輸時間線

Sigfox 的傳輸時間線如圖 30 所示。三份有效載荷的副本被傳輸在三個唯一的隨機頻率上，具有不同的時間延遲。下行鏈路傳輸視窗只在最後一次上行鏈路傳輸後開啟。

Sigfox 是一種低功耗、長距離的無線通訊技術，具有廣泛的應用前景。然而，Sigfox 的通訊協定需要深入的瞭解，以便能夠有效地使用這種技術。

Sigfox 通訊協定分析

概述

Sigfox 是一種無線通訊協定，主要用於物聯網（IoT）應用。它的設計目的是提供低功耗、低成本、長距離的通訊能力。Sigfox 協定使用了一種特殊的傳輸模式，稱為「fire-and-forget」，這意味著傳送端不會等待接收端的確認，而是直接傳送資料。

Sigfox MAC 框架

Sigfox MAC 框架是 Sigfox 協定的核心部分。它負責將應用層資料封裝成 MAC 框架，然後傳輸到接收端。MAC 框架包含了多個欄位，包括：

  • 預先同步（Preamble）：用於同步傳輸
  • 框架同步（Frame Sync）：指定框架型別
  • 錯誤檢測（FCS）：用於錯誤檢測

Sigfox 通訊協定堆疊

Sigfox 通訊協定堆疊分為三個層級：

  • 物理層（PHY）：負責合成和調製無線電訊號
  • MAC 層：新增裝置識別和錯誤糾正碼
  • 框架層：生成無線電框架並附加序列號

安全性

Sigfox 協定不提供加密機制，需要客戶自行提供加密方案。每個訊息都使用唯一的金鑰簽署，以便識別。

效能分析

Sigfox 協定可以計算每小時的訊息數量。假設每個包被傳輸三次，且歐洲法規（ETSI）限制傳輸為 1% 的工作週期，我們可以使用最大有效負載大小（12 個位元組）計算每小時的訊息數量。

內容解密：

Sigfox 協定使用了一種特殊的傳輸模式，稱為「fire-and-forget」。這意味著傳送端不會等待接收端的確認，而是直接傳送資料。這種模式可以降低功耗和成本，但也增加了錯誤的風險。因此，Sigfox 協定使用了錯誤檢測機制，例如 FCS，來確保資料的正確性。

圖表翻譯：

以下是 Sigfox MAC 框架的 Mermaid 圖表：

  flowchart TD
    A[傳送端] --> B[MAC 層]
    B --> C[錯誤檢測]
    C --> D[傳輸]
    D --> E[接收端]

這個圖表展示了 Sigfox MAC 框架的傳輸過程。傳送端將資料傳送到 MAC 層，然後 MAC 層新增錯誤檢測碼，最後傳輸到接收端。

Sigfox 網路拓樸

Sigfox 網路可以擁有高達一百萬個節點與單個基地臺的連線密度。這種密度是由玄貓傳送的訊息數量決定。所有連線到基地臺的節點都會形成星形網路。所有資料都透過 Sigfox 後端網路進行管理。所有從 Sigfox 基地臺傳送的訊息必須透過 IP 連線到後端伺服器。Sigfox 後端雲服務是封包的唯一目的地。

長距離通訊系統和協議（WAN）

後端伺服器會儲存和驗證訊息，確認沒有重複的訊息後，會將其傳送給客戶端。如果需要將資料傳輸到端點節點，後端伺服器會選擇具有最佳連線性的閘道器並轉發訊息到下行鏈路。後端伺服器已經識別了裝置，並且事先配置會強制資料被傳送到最終目的地。在 Sigfox 架構中，無法直接存取裝置。

Sigfox 架構特點

後端伺服器和基地臺都無法直接連線到端點裝置。後端伺服器還提供管理、授權和服務給客戶。Sigfox 雲服務將資料路由到客戶選擇的目的地。雲服務透過拉取模型提供 API，以便在第三方平臺中整合 Sigfox 雲功能。裝置可以透過其他雲服務進行註冊。Sigfox 還提供回撥給其他雲服務，這是檢索資料的首選方法。

Sigfox 網路拓樸

Sigfox 使用其專有的非 IP 協議，並將資料收斂到 Sigfox 網路後端作為 IP 資料。為了確保「傳送並忘記」通訊模型的資料完整性，多個閘道器可能會接收節點的傳輸；所有後續的訊息都會被轉發到 Sigfox 後端，且會刪除重複的訊息。這增加了資料接收的冗餘度。

端點節點連線

連線 Sigfox 端點節點的設計目的是簡化安裝。無需配對或訊號化。

選擇正確 LPWAN 的考慮因素

  • IoT 部署需要使用什麼資料速率？
  • 該解決方案能否在相同的 LPWAN 上跨區域擴充套件？是否需要建構適當的覆蓋範圍？
  • 適合的傳輸範圍是多少？
  • 該 IoT 解決方案是否需要延遲要求？是否能夠在高延遲（多個秒）下工作？
  • IoT 端點是否為電池供電，維護它們的成本是多少？端點的成本限制是什麼？

LPWAN 協議比較

以下表格詳細列出了本章中介紹的 LPWAN 協議的相似性和差異性：

規格Cat-0 (LTE-M)Cat-1Cat-M1Cat-NBLoRa/LoRaWAN
釋出版本1281313-
………………

這些 LPWAN 協議的選擇取決於具體的 IoT 應用需求和市場要求。

Sigfox無線通訊技術

Sigfox是一種低功耗、長距離的無線通訊技術，主要用於物聯網（IoT）應用。它使用ISM（工業、科學和醫療）頻段進行通訊。

ISM頻段

ISM頻段是一種無需許可的無線頻段，分為幾個不同的頻帶。Sigfox使用的ISM頻段包括：

  • 868 MHz（歐洲）
  • 902 MHz（北美）
  • 433 MHz（亞洲）
  • 915 MHz（澳洲）

Sigfox技術特點

Sigfox技術具有以下特點：

  • 頻寬：Sigfox使用的頻寬相對較窄，分為不同的頻帶，例如20 MHz、1.4 MHz、180 kHz、125 kHz和100 kHz。
  • 下行峰值率：Sigfox的下行峰值率相對較低，分為不同的速率，例如1 Mbps、10 Mbps、375 Kbps和200 Kbps。
  • 上行峰值率：Sigfox的上行峰值率相對較低，通常在0.3到5 Kbps之間，且具有自適應調整功能。

Sigfox優點

Sigfox技術具有以下優點：

  • 低功耗：Sigfox技術的功耗相對較低，適合用於電池供電的裝置。
  • 長距離：Sigfox技術的通訊距離相對較長，通常可達到幾公里。
  • 低成本：Sigfox技術的成本相對較低，適合用於大規模的IoT應用。

Sigfox應用

Sigfox技術已被廣泛用於各種IoT應用，包括：

  • 智慧城市：Sigfox技術被用於智慧城市的各種應用，例如智慧交通、智慧照明和智慧水務。
  • 工業自動化：Sigfox技術被用於工業自動化的各種應用，例如智慧製造和智慧供應鏈。
  • 農業：Sigfox技術被用於農業的各種應用，例如智慧農業和精準農業。

程式碼範例

以下是使用Python語言實現Sigfox通訊的程式碼範例：

import serial

# 開啟Sigfox裝置的序列埠
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600)

# 設定Sigfox裝置的頻率和頻寬
ser.write(b'AT+SF=868000000\r\n')
ser.write(b'AT+BW=20\r\n')

# 傳送資料
ser.write(b'AT+TX=Hello World!\r\n')

# 關閉Sigfox裝置的序列埠
ser.close()

Mermaid圖表

  sequenceDiagram
    participant Sigfox裝置
    participant 序列埠
    participant Python程式

    Note over Sigfox裝置,Python程式: 初始化Sigfox裝置
    Sigfox裝置->>序列埠: 開啟序列埠
    序列埠->>Python程式: 設定頻率和頻寬
    Python程式->>序列埠: 傳送資料
    序列埠->>Sigfox裝置: 接收資料
    Sigfox裝置->>Python程式: 回應資料
    Python程式->>序列埠: 關閉序列埠

圖表翻譯

上述Mermaid圖表展示了Sigfox裝置、序列埠和Python程式之間的通訊過程。圖表中，Sigfox裝置初始化並開啟序列埠，Python程式設定頻率和頻寬，然後傳送資料給Sigfox裝置。Sigfox裝置接收資料並回應給Python程式，最後Python程式關閉序列埠。

無線通訊技術中的資料傳輸速率

在無線通訊技術中，資料傳輸速率是衡量網路效能的一個重要指標。不同的無線通訊技術，如LTE（Long Term Evolution），都有其自己的資料傳輸速率標準。

低功耗廣域網路（LPWAN）技術正蓬勃發展，Sigfox、LoRaWAN 等技術在物聯網領域競爭激烈。本文深入分析了 Sigfox 的核心技術特性，包括其獨特的「發射即忘」機制、超窄帶調製方案以及星形網路拓撲。相較於 LoRaWAN，Sigfox 的簡化架構降低了部署成本和功耗，但也限制了資料傳輸速率和雙向通訊能力。Sigfox 更適用於少量資料、低功耗、長距離傳輸的應用場景，例如智慧城市中的環境監測、資產追蹤等。目前 Sigfox 面臨的挑戰包含頻譜資源的限制以及與其他 LPWAN 技術的競爭。未來 Sigfox 應著重提升網路覆蓋範圍、安全性，並探索與其他通訊技術的融合，才能在快速變化的物聯網生態中保持競爭力。玄貓認為，Sigfox 在特定利基市場仍有發展空間，但需持續創新以應對新興技術的挑戰。

玄貓

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。