Kết nối mọi thứ với internet là một phần thiết yếu của IoT. Nhưng khi đánh giá loại kết nối mạng nào là tốt nhất cho một giải pháp IoT nhất định, thì có quá nhiều lựa chọn để cân nhắc. Mạng di động, vệ tinh, WiFi, Bluetooth, RFID, NFC, LPWAN và Ethernet là những cách có thể để kết nối cảm biến, thiết bị. Và trong mỗi tùy chọn này, có thể có các nhà cung cấp khác nhau.

Kết nối Internet vạn vật - Đánh đổi giữa mức tiêu thụ năng lượng, phạm vi và băng thông

Một kết nối mạng hoàn hảo sẽ tiêu thụ rất ít năng lượng, có phạm vi rất lớn và có thể truyền một lượng lớn dữ liệu (băng thông cao). Thật không may là kết nối hoàn hảo như vậy không tồn tại.

Mỗi tùy chọn kết nối là sự đánh đổi giữa mức tiêu thụ điện năng, phạm vi và băng thông. Có thể phân loại các tùy chọn kết nối khác nhau thành ba nhóm chính:

1) Tiêu thụ điện năng cao, dải tần cao, băng thông cao

Để gửi nhiều dữ liệu không dây qua một khoảng cách lớn, phải mất rất nhiều năng lượng. Một ví dụ về điều này là điện thoại thông minh. Điện thoại có thể nhận và truyền một lượng lớn dữ liệu (ví dụ: video) qua khoảng cách lớn, nhưng cần sạc pin sau 1 đến 2 ngày.

Tùy chọn kết nối trong nhóm này bao gồm mạng di động và vệ tinh.

Mạng di động được sử dụng khi cảm biến, thiết bị nằm trong vùng phủ sóng của các tháp di động. Đối với các cảm biến, thiết bị trên một con tàu ở giữa đại dương thì lại cần đến vệ tinh.

2) Tiêu thụ điện năng thấp, dải tần thấp, băng thông cao

Để giảm mức tiêu thụ điện năng và vẫn gửi nhiều dữ liệu, bạn phải giảm phạm vi.

Các tùy chọn kết nối trong nhóm này bao gồm WiFi, Bluetooth và Ethernet.

Ethernet là một kết nối có dây cứng, vì vậy phạm vi này ngắn vì nó chỉ dài bằng chiều dài của cáp. WiFi và Bluetooth đều là các kết nối không dây có mức tiêu thụ điện năng thấp hơn so với di động và vệ tinh và có băng thông bằng hoặc lớn hơn. Tuy nhiên phạm vi của nhóm này lại bị hạn chế.

3) Tiêu thụ điện năng thấp, dải tần cao, băng thông thấp

Để tăng phạm vi trong khi duy trì mức tiêu thụ điện năng thấp phải giảm lượng dữ liệu gửi.

Tùy chọn kết nối trong nhóm này được là Mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN).

LPWAN gửi một lượng nhỏ dữ liệu cho phép hoạt động ở công suất rất thấp với phạm vi hàng kilomet chứ không phải là deximet. Ví dụ, một cảm biến độ ẩm cho nông nghiệp không cần phải gửi nhiều dữ liệu, chỉ là một số duy nhất (mức độ ẩm) sau vài giờ. Bạn cũng không muốn cảm biến này tiêu thụ nhiều năng lượng vì nó cần chạy bằng pin (không thể cắm điện giữa một cánh đồng rộng). Vì nông nghiệp bao phủ một khu vực rộng lớn, nên không thể sử dụng WiFi và Bluetooth vì phạm vi nhỏ.

LPWAN cực kỳ hữu ích cho nhiều ứng dụng IoT. Chúng cho phép rất nhiều cảm biến thu thập và gửi dữ liệu trên các khu vực rộng lớn đồng thời kéo dài tuổi thọ pin trong nhiều năm. Mặc dù không có thể gửi nhiều dữ liệu, nhưng hầu hết các cảm biến đều không cần. Có một số loại LPWAN khác nhau, ví dụ như LoRa hoạt động trong các băng tần không được cấp phép hay NB-IoT sử dụng cơ sở hạ tầng di động.