Смешанная стратегия

Развертывания IoT в производственной среде подкрепляются тщательно организованным уровнем подключения, но продолжаются дискуссии о том, какие типы сетей и протоколы лучше подходят для поддержки массовых развертываний датчиков.

Решение о том, какую сеть использовать, является ранним вопросом для развертывания IoT, но как вы определяете доступность и какая сеть даст вам лучшее решение и результаты проекта?

Короткий ответ можно выразить двумя словами: эволюция и инновации. Со временем датчик Интернета вещей technology расширились возможности, потенциал для масштабирования и снижения затрат на единицу продукции. модуль, создавая спрос на новые протоколы и методы беспроводной сети для поддержки новых типов датчиков, многие из которых полагаются на питание от батареи и нечастую передачу сообщений на большом расстоянии и на обширной территории.

Сомнения, неопределенность и фрагментация на рынке Интернета вещей в сочетании с увеличением количества инноваций в сенсорном оборудовании и программном обеспечении привели к созданию и внедрению нескольких вариантов сетевого подключения, каждый со своими характеристиками.

В последние годы мы стали свидетелями растущего расширения и развития одного доминирующего типа сети IoT - глобальной сети с низким энергопотреблением (LPWAN). Первые участники этого рынка, LoRaWAN и Sigfox, используют бесплатный радиочастотный спектр и успели закрепиться во всем мире. LoRaWAN, в частности, стал безоговорочным успехом в качестве варианта подключения к сети IoT, доминируя на рынке с более чем 40% рыночной долей новых подключений, которая, по прогнозам, продолжит увеличивать долю рынка до 2025 года.

Что касается сотовой связи, то для новых сетевых протоколов IoT NB-IoT и LTE-M (эволюция спектра 4G, которая теперь была принята в соответствии со стандартом 5G), все еще существует элемент наверстывания упущенного. GSMA поздно ратифицировала стандарты для этих протоколов IoT, и в конечном итоге их развертывание операторами Tier 1 произошло через некоторое время после первоначального развертывания первых протоколов сетевого подключения LPWAN.

Несмотря на первоначальные прогнозы, в которых утверждалось, что варианты сотовой сети IoT будут доминировать на рынке подключения к IoT и вытеснят LoRaWAN и Sigfox до минимума, развертывание в Великобритании

программы сотовой сети IoT (на момент написания LTE-M был включен в восточной половине Великобритании, а у NB-IoT есть «дыры» в «покрытии», особенно в восточной части Великобритании). Это означает, что работа IoT в сотовой сети LPWAN была в значительной степени ограничена тестированием в Великобритании, в то время как в производстве преобладали установки LoRaWAN частного совета и инновационные программы в вариантах общедоступных сетей как LoRaWAN, так и Sigfox.

В глобальном масштабе аналитики прогнозируют, что развертывание сетей LPWAN будет разделено 50:50 между бесплатными (нелицензируемый спектр) и сотовыми вариантами (лицензированный спектр) - конкуренция между этими сетевыми стандартами будет продолжаться в течение некоторого времени. В частности, как только 5G будет полностью развернута и появятся радиомодули по приемлемой цене для IoT, протоколы 5G также будут иметь элемент IoT для сотовой связи, что приведет к увеличению масштабов и эффективности с точки зрения возможности подключения миллионов датчиков на квадратный километр.

Какой тип сети или протокол использовать?

Как и в большинстве проектов, стоимость доставки данных является первоочередной задачей, которую необходимо решить. LoRaWAN и Sigfox сейчас находятся на таком уровне зрелости, когда устройства экономичны. Первоначально сотовая связь стоила намного дороже, но теперь она начинает приносить прибыль. Но с точки зрения затрат на использование для NB-IoT и LTE-M пользователи по-прежнему платят за использование данных в сети (оплачивая побайтово), в то время как LoRaWAN использует возможность бесплатного доступа к спектру, а оплата зависит от устройства. лицензирование, а в случае Sigfox - за сообщение.

Несмотря на то, что существует явная разница в моделях затрат, выбор сети и протокола непрост. По мере того, как развертывание Интернета вещей становится все более обычным явлением, в среде LoRaWAN появляются элементы, которые вызывают беспокойство. При использовании нескольких устройств, совместно использующих спектр LoRaWAN, могут возникнуть потенциальные коллизии в сети и потеря сообщений. Чтобы гарантировать поступление каждого сообщения, протокол LoRaWAN и программное обеспечение, управляющее сетью, были дополнительно адаптированы для предотвращения этого путем распространения сообщений по нескольким каналам, мониторинга счетчиков сообщений и других методов.

Определение параметров варианта использования и характера развертывания очень важно. Если сообщение с данными телеметрии необходимо отправлять только при изменении статуса, это не обязательно приведет к перегрузке сети в сети LoRaWAN. Однако для регулярного 15-минутного мониторинга с нескольких датчиков в области может потребоваться дополнительная пропускная способность шлюза для распределения нагрузки сообщений датчиков. Но если ваш вариант использования требует гарантированной доставки трафика в течение определенного периода времени или постоянного потока сообщений, возможно, потребуется использовать сотовые протоколы, такие как NB-IoT и LTE-M.

Use cases

Еще одно соображение - это протоколы, которые уже используются в определенных секторах для увеличения популярности. LoRaWAN вызвал огромный интерес и интерес к LoRaWAN среди местных властей, которые видят в нем механизм, который они могут использовать для одновременного масштабирования нескольких вариантов использования.

В секторе мониторинга коммунальных предприятий преимущество получает протокол NB-IoT. Никаких шлюзов не требуется, поскольку сигнальные башни являются точкой доступа, и они имеют глубокое проникновение под землю с хорошей силой сигнала для достижения пункта назначения. Но когда дело доходит до мониторинга элементов глубоко внутри зданий, LoRaWAN может быть более эффективным по сравнению с тем, что NB-IoT может делать снаружи внутри. Одним из таких примеров является мониторинг охлаждения и температуры, и LoRaWAN может предоставить эффективный протокол в этом случае, измеряя температура внутри здания, вплоть до датчика, где интенсивный мониторинг и сбор данных имеют решающее значение.

Для такого случая использования, как периодическое измерение показаний, по тревоге или один раз в час, вам необходимо экономить заряд батареи, чтобы датчики работали долго и, вероятно, будут вести к нелицензированному спектру. Принимая во внимание, что в сценарии мониторинга здравоохранения, например, у кого-то дома или в машине скорой помощи в пути, показания должны быть отправлены немедленно, поэтому необходимо будет полагаться на лицензированный спектр, такой как LTE-M.

Смешанная связь

В настоящее время не существует единого протокола, оптимизированного для каждого варианта использования или охватывающего все состояние. Решение состоит в том, чтобы развернуть гибридную модель, которая сочетает в себе различные протоколы связи, из нелицензируемого и лицензированного спектра, для достижения общего состояния и покрытия вариантов использования. Комбинированный подход по своей сути является гибким, рентабельным и масштабируемым для тех, кто хочет воспользоваться преимуществами массового Интернета вещей, но не знает, как и где действовать.

Долговечность имеет решающее значение для успеха развертывания Интернета вещей. Ни один бизнес не хочет отказываться от технологий и заменять их через десять лет. Ясно, что LoRaWAN, в частности, находится на траектории роста, которая обеспечит такое долголетие. И окончательная зрелость 5G также станет еще одним вариантом для проектов Интернета вещей с гораздо большей эффективностью с точки зрения возможности подключения миллионов датчиков. Возможно, до 5G еще далеко, но вполне вероятно, что многие устройства и сети в конечном итоге будут частично использовать 5G.

При смешанной модели различных протоколов, охватывающих каждое имущество, чтобы сделать его эффективным и оптимизированным, важно использовать единую платформу, которая может объединить все это и быть получено, прочитано и проанализировано в одном месте. NB-IoT, LoRaWAN, LTE-M, Sigfox становятся отраслевыми стандартными протоколами, каждый из которых принимается в другом формате. Но их можно объединить в один концентратор, который перехватывает трафик и преобразует его в протокол, который требуется принимающему приложению. Работая с партнером, предлагающим все типы подключения к Интернету вещей в смешанном решении, проекты можно развертывать с уверенностью, что каждый протокол был рассмотрен и поддерживается, чтобы максимально повысить функциональность, практичность и экономичность всего проекта Интернета вещей.