Mạng SigFox có kiến trúc gồm 2 phân lớp chính được kết nối với nhau qua mạng internet công cộng theo đường truyền VPN. Hình 1.9 đưa ra kiến trúc chung của một mạng SigFox.
Hình 1.9: Kiến trúc mạng SigFox [33]
Phân lớp thiết bị mạng bao gồm các trạm thu phát gốc và các thiết bị phụ trợ có chức năng thu nhận bản tin từ thiết bị đầu cuối và chuyển tiếp tới hệ thống xử lý bên trong.
Phân lớp hệ thống xử lý mạng có chức năng xử lý các bản tin và chuyển chúng tới các hệ thống quản lý khách hàng. Phân lớp này cũng cho phép cung cấp các giao diện tương tác với hệ thống mạng thông qua giao diện web hay các giao diện phần mềm ứng dụng API [33].
Các bản tin dữ liệu được truyền từ thiết bị đầu cuối tới trạm gốc IoT sau đó truyền về mạng lõi thông qua các phương thức truyền dẫn khác nhau như DSL, 3G, 4G hay mạng thông tin vệ tinh. Nhiều bản tin trùng lặp được gửi về mạng lõi để xử lý, tuy nhiên chỉ có một bản tin được lưu trữ. Máy chủ của mạng lõi giám sát trạng thái hoạt động của toàn mạng [33].
Bảng 1.5 dưới dây đưa ra các phân kênh tần số cho công nghệ Sigfox theo khu vực trên thế giới.
Bảng 1.5: Phân kênh tần số cho công nghệ Sigfox theo khu vực [21]
Băng tần (MHz) Công suất (mW) Băng thông
(kHz)
Uplink Downlink Uplink Downlink
Châu Âu 868-868.6 869.4-869.65 25 500 192
Mỹ 902.2 905.5 230 4000 192
920.9 922.3 230 630-4000 192
Châu Á 920.8 922.3 250 630 192
Mỗi sóng mang Sigfox sử dụng băng thông 192 kHz để truyền dẫn bản tin. Kênh tần số này là tập hợp gồm hàng nghìn kênh băng cực hẹp có độ rộng 100 Hz. SigFox thiết kế giao thức truyền thông hướng tới hỗ trợ các bản tin có kích thước rất nhỏ, từ 0 đến 12 bytes. Kích thước bản tin này phù hợp với các loại hình dữ liệu chứa các thông tin cảnh báo, vị trí, cảm biến…Các bản tin đường xuống - DL có tải trọng với kích thước trung bình 8 bytes.
Kỹ thuật truy cập kênh ngẫu nhiên là đặc điểm rất quan trọng của công nghệ SigFox cho phép đạt được chất lượng dịch vụ mong muốn. Thiết bị đầu cuối phát bản tin trên một tần số ngẫu nhiên sau đó gửi lại 2 lần trên các kênh tần số và khe thời gian khác (hình 1.10).
Kỹ thuật thu kết hợp: bản tin phát đi có thể được thu bởi bất kỳ trạm gốc nào gần đó. Các thiết bị đầu cuối IoT trong mạng của SigFox trung bình có thể kết nối với 3 trạm gốc (hình 1.11).
Hình 1.11: Minh họa kỹ thuật phân tập thu [22]