IoT teknolojisinin sürekli ilerlemesiyle birlikte, özellikle IoT’nin sivil ve endüstriyel alanları önemli oranda etkilediği son yıllarda, daha fazla kablosuz iletişim teknolojisi ortaya çıkmaktadır. Şu anda, en yaygın olarak kullanılan dört kablosuz iletişim teknolojisi LoRaWAN, Zigbee, WiFi ve NB-IoT‘dir. Farklı kablosuz iletişim yöntemlerinin ağ oluşturma, güç tüketimi, iletişim mesafesi, güvenlik, kararlılık ve diğer yönlerde kendi farklılıkları bulunmaktadır. Bu teknolojiler arasındaki farkları, avantajları ve dezavantajları anlamak, uygun iletişim teknolojilerini seçmede büyük önem taşımaktadır. Bu makale, bu teknolojilerin farkları ve ilgili avantajları ve dezavantajları hakkında detaylı bir tanıtım sunacaktır.

LoRaWAN

LoRaWAN, LoRa teknolojisine dayalı bir ağ protokolüdür. Geniş alan ağlarına yönelik bir protokol olarak, özellikleri arasında ağ işbirliği ve geniş erişim hacmi bulunur. Kasım 2021’de Uluslararası Telekomünikasyon Birliği (ITU) tarafından uluslararası bir standart olarak tanınmıştır. LoRa, LPWAN alanında yaygın teknolojilerden biri haline gelmiş olup, LoRaWAN® da Uluslararası Telekomünikasyon Birliği tarafından uluslararası bir standart olarak onaylanmıştır. Şu anda, dünya genelinde 2,7 milyondan fazla LoRa tabanlı ağ geçidi ve 225 milyondan fazla LoRa veya LoRaWAN tabanlı son cihaz dağıtılmış olup, LoRa veya LoRaWAN dağıtımı 171 ülke ve bölgeyi kapsamaktadır.

LoRa ve LoRaWAN birlikte, düşük güç tüketen geniş alan ağı (LPWA) bir ağ protokolünü tanımlar ve bataryayla çalışan cihazları bölgesel, ulusal veya küresel internet ağlarına kablosuz olarak bağlama ve çift yönlü iletişim, uçtan uca güvenlik, hareketlilik ve konumlandırma gibi temel IoT gereksinimlerini karşılamayı amaçlar. LoRaWAN, uzun menzilli, düşük güç, düşük hız ve düşük maliyetli teknolojileri kullanarak, IoT cihazları için bir düşük güç tüketen geniş alan ağı (LPWAN) bağlantı çözümü sunar.

LoRaWAN Avantajlar: Uzun iletim mesafesi, düşük güç tüketimi ve daha yüksek güvenlik. Ayrıca, LoRaWAN ekipmanının maliyeti göreceli olarak düşüktür, bu da büyük ölçekli IoT uygulamalarının ihtiyaçlarını karşılayabilir.

LoRaWAN Dezavantajlar: İletim hızı düşüktür ve gerçek zamanlı iletişimi desteklemediği için gerçek zamanlı yanıt gerektiren uygulama senaryoları için uygun değildir. LoRaWAN, diğer cihazlar ve ağlarla aynı frekans bantlarını kullanır, bu nedenle yoğun ortamlarda karışıklık yaşanabilir.

ZigBee

ZigBee, düşük hız, düşük güç tüketimi, kısa menzil ve öz-yapılandırma özellikleriyle karakterize edilen kablosuz bir yerel ağ iletişim teknolojisidir. Bluetooth iletişim protokolünün yüksek karmaşıklık, yüksek güç tüketimi, sınırlı menzil ve küçük ağ kapasitesi gibi eksikliklerini gidermek amacıyla 2003 yılında resmi olarak tanıtılmıştır. “ZigBee” adı, arıların polenin yerini iletmek için kanat titreşimleri ve uğultu aracılığıyla birbirleriyle iletişim kurmaları şeklinden ilham alınmıştır. Bu tür iletişim, arı grubu arasında bir ağ oluşturur.

ZigBee, IEEE 802.15.4 standardı olarak standartlaştırılmış olup, 868MHz-868.6MHz, 902MHz-928MHz ve 2.4GHz-2.4835GHz olmak üzere üç frekans bandında çalışır. Son frekans bandı küresel olarak kullanılır, 16 kanala sahiptir ve lisanssız bir radyo frekans bandıdır. Üç frekans bandı için iletim hızları sırasıyla 20kbps, 40kbps ve 250kbps’dir.

ZigBee Avantajlar: ZigBee teknolojisi düşük güç tüketimi, geniş ağ kapasitesi ve esnek çalışma frekans bantlarına sahiptir.

ZigBee Dezavantajlar: Teknoloji, yavaş veri iletim hızlarına, sınırlı etkili menzile, karışmalara karşı düşük dirence, açık kaynak bir ZigBee protokolünün olmamasına ve IP protokolüyle göreceli olarak karmaşık uyumluluğa sahiptir.

WiFi

WiFi, Kablosuz Bağlantı anlamına gelen Wireless-Fidelity’nin kısaltmasıdır ve IEEE 802.11 standardına dayanan bir dizi kablosuz ağ protokolünü ifade eder. Cihazların yerel ağlara ve internete erişimini sağlamak için yaygın olarak kullanılır ve yakınlardaki dijital cihazların radyo dalgaları aracılığıyla veri alışverişi yapmasına olanak tanır. Dünyanın en yaygın olarak kullanılan bilgisayar ağlarından biridir. Ev ve küçük ofis ağlarında kullanılır, masaüstü ve dizüstü bilgisayarları, tabletleri, akıllı telefonları, akıllı televizyonları, yazıcıları ve akıllı hoparlörleri bir kablosuz yönlendiriciye bağlayarak internete bağlar. Ayrıca, kafeler, oteller, kütüphaneler ve havalimanları gibi umumi yerlerdeki kablosuz erişim noktalarında ziyaretçilerin telefonlarına internet bağlantısı sağlar.

Wi-Fi‘nin radyo frekansları nispeten yüksek bir emilim oranına sahiptir ve erişim noktalarının kapalı alan kapsama alanı yaklaşık 20 metre  iken, bazı erişim noktaları açık hava kapsama alanlarının 150 metre kadar olduğunu iddia eder. Bir hotspot’un kapsama alanı, radyo dalgalarını engelleyen duvarları olan tek bir oda kadar küçük veya birbirleri arasında gezinmelerine izin veren çok sayıda örtüşen erişim noktasının olduğu bir kilometrekare kadar büyük olabilir.

WiFi Avantajlar: Wi-Fi, elektrik kablolarına ihtiyaç duymadan yerel bir ağın kurulmasını sağlama avantajına sahiptir, bu da kurulum ve genişleme maliyetlerini azaltır. Ayrıca, Wi-Fi Alliance’a göre, “Wi-Fi sertifikasyonu” geriye dönük uyumluluğa sahiptir, küresel olarak birleşik bir standardı belirler ve herhangi bir Wi-Fi standardına uyumlu cihazın dünyanın herhangi bir yerinde doğru şekilde çalışmasına izin verir.

WiFi Dezavantajlar: Wi-Fi’nin diğer iletişim teknolojilerine kıyasla sınırlı iletişim mesafesi, düşük kararlılık, daha yüksek güç tüketimi, daha zayıf ağ kurma yeteneği ve daha düşük güvenlik gibi sınırlamaları vardır.

NB-IoT

NB-IoT, Dar Bant Nesnelerin İnterneti anlamına gelen bir iletişim teknolojisidir ve özellikle IoT cihazları için tasarlanmıştır. Yalnızca yaklaşık 180KHz bant genişliği kullanarak hücresel ağlara dayanan düşük güç tüketimli geniş alan ağı (LPWAN) olarak çalışır. Bu teknoloji doğrudan GSM (2G), UMTS (3G) veya LTE (4G) ağlarında kullanılabilir, bu da dağıtım maliyetlerini azaltır ve sorunsuz bir şekilde yükseltmelere olanak sağlar. NB-IoT, IoT alanında yeni bir teknolojidir ve büyük ölçekli IoT cihaz bağlantıları için verimli, güvenli ve stabil iletişim hizmetleri sunar. Geniş alan ağındaki düşük güç tüketen cihazlar için hücresel veri bağlantılarını kolaylaştırır ve düşük güç geniş alan ağı (LPWAN) olarak da bilinir.

NB-IoT Avantajlar: NB-IoT, geniş kapsama alanına, uzun pil ömrüne ve düşük maliyetli bir yapıya sahiptir ve aynı zamanda yüksek cihaz yoğunluğu bağlantılarını destekler. Uçtan uca şifreleme teknikleriyle, NB-IoT, bağlı cihazlar için güvenli veri iletimi sağlar.

NB-IoT Dezavantajlar: Ancak, NB-IoT yüksek gecikme süresine, sınırlı kanal sayısına ve altyapıya bağımlılığa sahiptir, bu da uzak veya daha az gelişmiş bölgelerde uygulanmasını engelleyebilir.

Aşağıda, dört teknolojinin karşılaştırması ile avantaj ve dezavantajları yer almaktadır:

Sonuç olarak, LoRaWAN, Zigbee, WiFi ve NB-IoT, hepsi yaygın kablosuz iletişim teknolojileridir ve her birinin farklı avantajları, dezavantajları ve uygulanabilir senaryoları vardır. LoRaWAN, uzun mesafeli düşük hızlı veri iletimi için uygundur ve IoT uygulamaları, kentsel akıllılık ve tarım gibi alanlarda kullanılabilir. Zigbee, orta mesafeli ve hızlarda veri iletimi için uygundur ve ev otomasyonu ve endüstriyel otomasyon gibi alanlarda kullanılır. WiFi, yüksek hızlı veri iletimi ve genişbant erişimi için uygundur, ev, ofis ve kamu yerleri gibi alanlar ve diğer alanlar için uygundur. NB-IoT, düşük güç tüketimine ve geniş alan kapsama alanına sahip IoT uygulamaları için uygundur.

Bu nedenle, iletişim teknolojisi seçerken, belirli uygulama senaryoları ve ihtiyaçlara dayalı bir seçim yapmanız gerekmektedir.