Een gemengde strategie

Implementaties van IoT-productie worden ondersteund door een zorgvuldig georkestreerde connectiviteitslaag, maar er is een discussie gaande over welke netwerktypes en protocollen beter geschikt zijn voor het ondersteunen van massasensorimplementaties.

De beslissing over welk netwerk moet worden gebruikt, is een vroege overweging voor IoT-implementaties, maar hoe bepaal je de beschikbaarheid en welk netwerk geeft je de beste oplossing en projectresultaten?

Het korte antwoord kan in twee woorden worden samengevat: evolutie en innovatie. Na verloop van tijd IoT-sensor technologie is geëvolueerd in mogelijkheden, potentieel voor schaal en verlaging van de kosten per moduleDit creëert een vraag naar nieuwe draadloze netwerkprotocollen en -methoden om de nieuwe sensortypen te ondersteunen, waarvan er vele afhankelijk zijn van batterijvermogen en onregelmatige berichtenuitwisseling over grote afstanden en over een groot gebied.

Twijfel, onzekerheid en fragmentatie in de IoT-markt, gecombineerd met toenemende sensorhardware- en software-innovatie, hebben geleid tot het creëren en toepassen van verschillende netwerkconnectiviteitsopties, elk met hun eigen kenmerken.

In de afgelopen jaren zijn we getuige geweest van de groeiende uitbreiding en evolutie van één dominant IoT-netwerktype, het Low Power Wide Area Network (LPWAN). De vroege toetreders tot deze markt, LoRaWAN en Sigfox, gebruiken free-to-air radiospectrum en hebben de tijd gehad om zich over de hele wereld te vestigen. Vooral LoRaWAN is een groot succes geworden als een IoT-netwerkconnectiviteitsoptie, die de markt domineert met een marktaandeel van meer dan 40% aan nieuwe verbindingen, dat naar verwachting tot 2025 marktaandeel zal blijven vergroten.

Aan de cellulaire kant is er voor de nieuwe IoT-netwerkprotocollen NB-IoT en LTE-M (evoluties van het 4G-spectrum die nu zijn overgenomen onder de 5G-standaard) nog een inhaalslag aan de gang. De GSMA was laat met het bekrachtigen van de standaarden voor deze IoT-protocollen en uiteindelijk kwam hun implementatie door Tier 1-providers enige tijd na de eerste uitrol van de eerste LPWAN-netwerkconnectiviteitsprotocollen.

Ondanks de eerste voorspellingen die beweren dat de cellulaire IoT-netwerkvarianten de IoT-connectiviteitsmarkt zouden domineren en LoRaWAN en Sigfox naar de marge zouden drukken, was er een gebrek aan intensiteit bij de uitrol van

de cellulaire IoT-netwerkprogramma's (op het moment van schrijven was LTE-M ingeschakeld in de oostelijke helft van het VK, en NB-IoT heeft 'gaten' in de 'dekking', met name in de oostkant van het VK). Dit betekent dat IoT cellulair LPWAN-werk grotendeels beperkt is gebleven tot testen in het VK, terwijl de uitrol van de productie wordt gedomineerd door LoRaWAN-installaties van de Private Council en innovatieprogramma's op openbare netwerkvarianten van zowel LoRaWAN als Sigfox.

Wereldwijd voorspellen analisten dat er een 50:50 verdeling zal zijn in LPWAN-netwerkimplementaties tussen de free-to-air (spectrum zonder licentie) en cellulaire varianten (gelicentieerd spectrum) - de concurrentie tussen deze netwerkstandaarden zal nog enige tijd voortduren. In het bijzonder, zodra 5G volledig is uitgerold en er radiomodules zijn tegen een werkbare prijs voor IoT, zullen 5G-protocollen ook een IoT-element hebben voor de cellulaire kant dat grotere schaal en efficiëntie zal brengen in termen van de mogelijkheid om miljoenen sensoren per vierkante kilometer.

Welk netwerktype of protocol moet ik gebruiken?

Zoals bij de meeste projecten, zijn de leveringskosten voor gegevens een primaire zorg die moet worden aangepakt. LoRaWAN en Sigfox hebben nu een volwassenheidsniveau bereikt waarbij de apparaten kosteneffectief zijn. Aanvankelijk was cellulair veel duurder, maar begint nu kosteneffectiviteit te bereiken. Maar in termen van gebruikskosten betalen gebruikers voor NB-IoT en LTE-M nog steeds voor datagebruik op het netwerk (betalen per byte), terwijl LoRaWAN gebruikmaakt van de free-to-air spectrumfaciliteit en de kosten zijn gebaseerd op het apparaat. licentieverlening, en in het geval van Sigfox, per bericht.

Hoewel er een duidelijk verschil lijkt te zijn in termen van kostenmodellen, is de keuze van netwerk en protocol niet eenvoudig. Naarmate IoT-implementaties steeds gewoner worden, zijn er elementen binnen een LoRaWAN-omgeving die reden tot bezorgdheid geven. Als meerdere apparaten het LoRaWAN-spectrum delen, kunnen er potentiële botsingen op het netwerk en verloren berichten optreden. Om ervoor te zorgen dat elk bericht aankomt, is het LoRaWAN-protocol en de software die het netwerk bestuurt verder aangepast om dit te voorkomen door berichten over meerdere kanalen te verspreiden, berichtentellers te controleren en andere technieken.

Het identificeren van de parameters van de use case en de aard van de implementatie is erg belangrijk. Als een bericht met telemetriegegevens alleen hoeft te worden verzonden als er een statuswijziging is, hoeft dit niet noodzakelijkerwijs netwerkcongestie op een LoRaWAN-netwerk te veroorzaken. Voor regelmatige monitoring van 15 minuten door meerdere sensoren in een gebied kan echter extra gateway-capaciteit nodig zijn om een ​​spreiding van de sensorberichtbelasting te garanderen. Maar als uw gebruiksscenario een gegarandeerde levering van verkeer binnen een specifieke tijdsperiode vereist, of een constante stroom van berichten, moeten mobiele protocollen zoals NB-IoT en LTE-M mogelijk worden gebruikt.

Use cases

Een andere overweging zijn de protocollen die bepaalde sectoren al gebruiken om grip te krijgen. Er is een enorme opname en interesse in LoRaWAN onder de lokale overheid die het zien als een mechanisme dat ze kunnen gebruiken om meerdere use-cases tegelijk te schalen.

In de sector van nutsmonitoring lijkt NB-IoT het protocol te zijn dat het voordeel haalt. Er zijn geen gateways vereist, aangezien signaaltorens het activeringspunt zijn en het een diepe penetratie onder de grond heeft met een goede signaalsterkte om zijn bestemming te bereiken. Maar als het gaat om het bewaken van elementen diep in gebouwen, kan LoRaWAN effectiever zijn in vergelijking met wat NB-IoT van buiten naar binnen kan doen. Koeling en temperatuurbewaking is zo'n voorbeeld en LoRaWAN kan in dit geval een effectief protocol bieden, het meten van de temperatuur diep in het gebouw, helemaal tot aan de sonde waar intensieve monitoring en gegevensverzameling van cruciaal belang zijn.

Voor een gebruiksgeval, zoals het met tussenpozen, op alarmbasis of eenmaal per uur meten van metingen, moet u batterijvermogen sparen, zodat de sensoren lang meegaan en waarschijnlijk naar het spectrum zonder vergunning leiden. Terwijl binnen een scenario voor gezondheidszorgmonitoring, zoals bij iemand thuis of in een ambulance onderweg, metingen onmiddellijk moeten worden doorgestuurd, en dus afhankelijk zijn van het gelicentieerde spectrum, zoals LTE-M.

Gemengde connectiviteit

Momenteel is er niet één protocol dat is geoptimaliseerd voor elke use-case of dat het een hele nalatenschap kan bestrijken. De oplossing is om een ​​hybride model in te zetten, een model dat verschillende connectiviteitsprotocollen combineert, van de niet-gelicentieerde en gelicentieerde spectrums, om een ​​totale dekking van onroerend goed en gebruiksscenario's te bereiken. Een gemengde aanpak is inherent flexibel, kosteneffectief en schaalbaar voor diegenen die de voordelen van grootschalige IoT willen plukken, maar niet zeker weten hoe en waar ze verder moeten gaan.

Een lange levensduur is cruciaal voor het succes van een IoT-implementatie. Geen enkel bedrijf wil de technologie na tien jaar verscheuren en vervangen. Het is duidelijk dat met name LoRaWAN zich op een groeitraject bevindt dat voor die levensduur zal zorgen. En de uiteindelijke volwassenheid van 5G zal ook een andere optie worden voor IoT-projecten, met veel meer efficiëntie in termen van mogelijkheden om miljoenen sensoren aan te sluiten. 5G is misschien nog een ver weg, maar het is waarschijnlijk dat veel apparaten en netwerken uiteindelijk delen ervan zullen verbruiken door 5G.

Met een gemengd model van verschillende protocollen voor elk landgoed, om het efficiënt en gestroomlijnd te maken, is het belangrijk dat er één platform wordt gebruikt dat alles samen kan brengen en op één plek kan worden ontvangen, gelezen en geanalyseerd. NB-IoT, LoRaWAN, LTE-M, Sigfox worden allemaal standaardprotocollen die elk in een ander formaat worden ontvangen. Maar ze kunnen worden gestroomlijnd tot één hub die het verkeer onderschept en omzet in een protocol dat de ontvangende applicatie nodig heeft. Door samen te werken met een partner die alle soorten IoT-connectiviteit in een gemengde oplossing aanbiedt, kunnen projecten worden uitgerold in het vertrouwen dat elk protocol is overwogen en wordt ondersteund, om de functionaliteit, bruikbaarheid en kostenefficiëntie van een volledig IoT-project te maximaliseren.