Sub-1GHz とは何かについて明確な知識があると、Sub-1GHz と 2.4 GHz の違いに再び困惑するかもしれません。ここでは、カバレッジ範囲、消費電力、干渉、データ レート、コスト、シナリオなどのさまざまな側面から、Sub-1GHz 無線と 2.4 GHz 無線を比較します。これは、無線システムのオプションをトレードオフして、ターゲットのワイヤレス IoT アプリケーション ソリューションの最適なパフォーマンスまたは ROI を達成するのに役立ちます。

図 1 RF スターからの Sub-1GHz RF と 2.4 GHz RF

このブログでは、ネットワークを構築する前に考慮すべき重要な、Sub-1GHz 無線と2.4GHz 無線の 7 つの主な違いをリストし、詳しく説明します。

図 2 7 つの違いがある Sub-1GHz と 2.4GHz の比較

1. Sub-1GHzの伝送距離は2.4GHzよりも優れています

Sub1 GHz 無線は、周波数が低いため、2.4 GHz 無線と比較して波長が長いのが特徴です。波長が長いということは、サブ 1GHz 帯域が回折で壁、樹木、建物などの障害物を回避する準備ができていることを意味します。また、Sub 1GHz の電波は反射しにくいということになります。この特性は、自由空間経路損失が低いという Sub 1GHz の利点にも貢献し、オープンエリアでの長距離移動を可能にします。

2. 2.4GHz と比較して、Sub-1GHz 信号は干渉が少ない

2.4 GHz 周波数帯域は、広範に採用されてきたため、家庭やオフィスの Wi-Fi ルーター、Bluetooth 対応のコンピュータや携帯電話とその周辺機器、さらには電子レンジなど、複数のデバイスからの重なり合う信号で混雑しています。このような混雑した環境では、重大な干渉が発生します。一方、サブ GHz ISM 帯域は通常、独自の低デューティ サイクル リンクに利用されるため、異なるデバイス間の干渉が少なくなります。混雑の少ないスペクトルにより、再試行が少なくスムーズな送信が可能になり、最終的に効率が向上し、バッテリ電力が節約されます。ターゲット ソリューションの耐干渉性能がより厳しい場合は、サブ 1GHz 無線をより重視して考慮する必要があります。

3. サブ 1GHz 無線は 2.4GHz 無線よりも電力効率が高い

Sub-1GHz 帯域で動作するシステムまたはアプリケーションは、回折とその低いデータ レートのおかげで消費電力が低いという利点を享受できます。帯域幅が狭いということは、熱雑音が減少することを意味し、その結果、受信機の感度が向上します。受信感度が高いほど送信出力が少なくて済むため、システム全体の消費電力が低くなります。リモート センサーや低電力 IoT デバイスなど、電力効率に非常に敏感なアプリケーションには、Sub-1 GHz が最適な選択肢です。

4. 2.4GHz RF は Sub-1GHz よりも高いデータ転送速度を実現

無線通信では、単位時間あたりにより多くのデータを送信できるため、帯域幅が広いとデータ レートが高くなります。通常、2.4 GHz の無線周波数は周波数が高いため、サブ 1 GHz の周波数帯域と比較してより高いデータ転送速度を提供します。そのため、ビデオ ストリーミング、ファイル転送、オンライン ゲームなど、より高いデータ スループットを必要とするアプリケーションに適しています。

5. 2.4GHz チップは通常、サブ GHz チップよりも安価です

2.4GHz は、標準メーカーにとって人気の無線帯域です。WiFi や Bluetooth などの最も一般的な無線規格は、どちらも搬送波に 2.4 GHz 帯域を採用しています。これにより、2.4GHz チップに比類のない規模の経済性が生まれ、一般にサブ 1GHz チップよりも価格が安くなります。

6. 2.4GHzへの対応が容易になりました

Sub-1GHz は、その名前が示すように、通常 915 MHz、 868 MHz 、および 433 MHz の周波数範囲の 1 GHz スペクトル帯域をサポートします。明らかに、異なる帯域幅ではソリューションは相互に通信できません。LoRa や Wi-Sun などの一部のユニバーサル標準でも、独自の標準フレームワークでは依然としてこの障壁を克服できません。2.4GHzを超えると互換性がより容易になります。ソリューションに同じプロトコルを選択するだけで済みます。システム内にさまざまなプロトコルが存在する場合でも、ゲートウェイを使用してさまざまなセクションをブリッジする方が簡単です。

7. サブ 1GHz と 2.4GHz のアプリケーション シナリオ

Sub-1GHz と 2.4GHz の両方のテクノロジは、消費者、産業、および自動車の市場で拡大していますが、特定の市場では少し異なります。

スマートフォン、ゲーム機、タブレット PC などのデータ集約型の端末デバイスや短距離 IoT ソリューションには、WiFiやBluetoothなどの 2.4GHz プロトコルが推奨されます。スマート メーター、ガレージ ドア オープナー (GDO)、および一部のミドルレンジ IoT ソリューションなど、データ集約度の低いアプリケーションでは、データ レートの需要が低く、範囲と自律性が設計でより優先されるため、Sub-1GHz が採用される傾向があります。

さまざまなシナリオの要求に対処するために、ソリューション メーカーによっては、同じシステム内に 2 つのワイヤレス プロトコルを構築する必要がある場合があります。RF-star のCC1352P マルチバンド サブ 1GHz および 2.4 GHz ワイヤレス モジュールは、これらのユーザーにとって良い選択です。Bluetooth Low Energy (BLE)、Sub 1GHz、および ZigBee 3.0 プロトコルをサポートします。たとえば、CC1352P RF モジュールはビルのセキュリティ システム内で設計されており、その 2.4GHz 無線はビデオ カメラをサポートできますが、Sub 1GHz プロトコルは圧力センサーと加速度センサーとの接続をサポートできます。

結論

サブ 1GHz と 2.4 GHz は、人気のある ISM 帯域です。さまざまなアプリケーション シナリオの実際の需要に対応する場合、どちらもそれぞれ異なる長所と短所を示します。サブ 1GHz の無線周波数は、長距離接続、低消費電力、および干渉の軽減に優れています。2.4 GHz RF は、小規模なネットワーク環境内でより高いデータ転送速度が必要なユースケースに適しています。

Sub-1GHz RF と 2.4 GHz RF についてご質問がある場合は、RF-star (info@szrfstar.com) までお気軽にお問い合わせください。