Как далеко может передаваться сигнал? Сколько времени работает аккумулятор? Давайте обсудим основные компромиссы производительности модулей LoRa.

При выборе модуля LoRa технические характеристики могут оказаться просто головокружительными. Но в конечном счёте нас волнуют два главных вопроса: как далеко может передаваться сигнал? И как долго может работать одна батарея?

В этой статье мы подробно рассмотрим основные технические характеристики, определяющие эти два ключевых результата, что поможет вам понять нюансы, стоящие за цифрами, и принять более разумные решения при реальных развертываниях.

Как далеко может распространяться сигнал? Давайте рассчитаем «бюджет линии связи»

Термин «бюджет линии связи» может показаться техническим, но это простая концепция: это общий «запас», с которым вам придется работать, чтобы передать сигнал из точки А в точку Б. Чем больше бюджет, тем большие потери сигнала вы сможете преодолеть и тем больше будет дальность вашей связи.

Мощность передачи (Tx Power): насколько «громкий» сигнал?

• Стандартные модули мощности (+22 дБм) : как и LoRa126X  и LoRa1121 , их достаточно для большинства городских применений.

• Модули высокой мощности (+33 дБм) : например, LoRa126XF30 , который использует усилитель мощности (УМ), чтобы усилить сигнал более чем в 12 раз! Теоретически это может увеличить дальность связи примерно в 3,5 раза, что делает его идеальным решением для шлюзов, которым требуется широкополосное покрытие.

Чувствительность приемника (Rx Sensitivity): насколько «острый» слух?

Чувствительность приёмника измеряет способность модуля «слышать» слабые сигналы. Это отрицательное число, и чем оно меньше, тем «острее» слух. Модули повышенной чувствительности могут достигать -148 дБм, что является лучшим показателем в отрасли.

Но вот ключевой компромисс : чувствительность обратно пропорциональна скорости передачи данных. Оптимальная чувствительность, указанная в техническом описании, обычно измеряется при самой низкой скорости передачи данных. Если вы выберете более высокую скорость передачи данных (например, SF7) для экономии энергии или для работы в режиме реального времени, чувствительность может снизиться на 10–12 дБ, что напрямую повлияет на дальность связи. Поэтому не ограничивайтесь оптимальным значением; учитывайте производительность в реальных условиях использования.

Как долго прослужит аккумулятор? Давайте проведём детальный аудит энергопотребления

Для устройств с питанием от аккумуляторов прогнозирование срока службы батареи заключается не в рассмотрении одного текущего параметра, а в оценке общего потребления энергии.

Текущее потребление в разных штатах

• Ток в спящем режиме : для устройств, которые большую часть времени находятся в спящем режиме, например, счётчиков воды, это важнейший параметр. Современные модули могут достигать 1–2 мкА, что обеспечивает срок службы батареи в несколько лет.

• Ток приема (Rx Current) : около 5-10 мА.

• Ток передачи (Tx Current) : напрямую связан с мощностью передачи. При +22 дБм он составляет около 110 мА, но для модулей высокой мощности, превышающих +30 дБм, ток может превышать 500 мА.

Общее потребление энергии: ключевой фактор — «время в эфире»

Распространенная ошибка — сравнивать только текущие значения. Общее потребление энергии = Ток × Время . Переменная, которая оказывает огромное влияние на общее потребление, — это «Время в эфире».

Например: два модуля имеют одинаковый ток передачи, но модуль A может передавать данные вдвое быстрее (например, используя более высокую скорость передачи данных). В этом случае энергопотребление модуля A во время передачи составляет всего половину энергопотребления модуля B, поскольку он может быстрее вернуться в «спящий» режим.

Поэтому для точного прогнозирования срока службы батареи необходимо учесть сценарий использования (например, «как часто я отправляю данные и какой объем за один раз?») и рассчитать общую энергию, необходимую для завершения одного цикла связи на выбранной вами скорости передачи данных.