مقارنة بين الشبكة الخلوية وشبكة بنك الاتحاد الوطني
لتطبيق إضاءة الشوارع الذكية
نظرًا لأن المدن تخطط لتنفيذ مشاريع إنارة الشوارع الذكية ، فإن اختيار شبكة الاتصال المناسبة يعد قرارًا مهمًا.
تقدم هذه المقالة مقارنة فنية وتجارية لاستخدام إنترنت الأشياء الخلوي مقابل نطاق ضيق للغاية (بنك الاتحاد الوطني) شبكات الاتصالات. ويهدف إلى تزويد البلديات وشركات المدن بالمعلومات اللازمة لاتخاذ قرار مستنير بشأن شبكة الاتصالات التي يجب اختيارها لمشاريع إنارة الشوارع الذكية القادمة.
كيف تعمل مصابيح الشوارع الذكية القائمة على الخلوية؟
A تحكم ضوء الشارع الذكي مرتكز على إنترنت الأشياء الخلوي يتصل بالإنترنت عبر المحلي شبكة الاتصالات. هنا تستخدم وحدة التحكم إشارة 2G / 3G / 4G / 5G (يطلق عليها تقنيًا LTE CAT 1 و LTE CAT M1 و NB-IoT و GSM و EGPRS و / أو EDGE). هذا مشابه لكيفية اتصال الهاتف المحمول العادي أو ماكينة الصراف الآلي أو إشارة المرور أو العداد الذكي بالإنترنت. ليست هناك حاجة لبوابة محلية.
كيف تعمل مصابيح الشوارع الذكية التي تتخذ من بنك الاتحاد الوطني مقراً لها؟
بنك الاتحاد الوطني لتقف على النطاق الضيق للغاية. تستخدم وحدة التحكم في مصباح الشارع في UNB ترددات راديو غير مرخصة (863-870 ميجا هرتز / 910-923.5 ميجا هرتز) للاتصال ببوابة (بوابات) UNB المركزية. تعمل البوابات كمحور مركزي لتوصيل وحدات التحكم في المصباح القائمة على UNB بالإنترنت.
ملحوظة: شبكة النطاق الضيق للغاية (UNB) تختلف عن شبكة LoRaWAN. للمقارنة مع LoRaWAN، يرجى الرجوع إلى هذه المقالة: https://tvilight.com/smart-street-lighting-cellular-vs-lorawan/
الخلوي مقابل UNB
مقارنة فنية وتجارية مفصلة
نوع الشبكة
بنك الاتحاد الوطني
- UNB هي شبكة خاصة يمكنها تبادل حزم صغيرة من البيانات بين بوابات UNB الخاصة والأجهزة. يمكن أن يتراوح نطاق البوابة إلى الجهاز من 500 متر إلى 16 كم حسب قوة الهوائي.
- يمكن لـ UNB Gateways الاتصال بين 100 - 3000 جهاز.
- ومع ذلك ، غالبًا ما تُعتبر بوابات UNB بمثابة نقطة فشل واحدة. الشبكة بأكملها تتعطل ، عندما تفشل البوابة.
إنترنت الأشياء الخلوي
- غالبًا ما يشار إلى شبكة الاتصالات الخلوية باسم اتصالات إنترنت الأشياء (IoT) عند استخدامها بواسطة الأجهزة الذكية.
- يمكن لشبكة إنترنت الأشياء الخلوية تبادل كميات متوسطة إلى عالية جدًا من البيانات في الوقت الفعلي بين أبراج الهواتف المحمولة المحلية والأجهزة.
- خيارات تشمل ما يلي: إل تي إي كات إم1أو NB-IoT أو LTE CAT 1 (4G) أو GSM / EGPRS (2G / 3G). يختار الجهاز أنسب شبكة بناءً على توفرها من مشغلي الاتصالات المحليين.
تطبيقات السوق
بنك الاتحاد الوطني
- يقدم بنك الاتحاد الوطني عرض نطاق ترددي منخفض إلى متوسط ، وزمن انتقال منخفض إلى متوسط
- يتم توفيره من قبل بعض الشركات الخاصة للإضاءة الذكية وبعض الحلول الخاصة
- لم يتم قبول شبكة UNB من قبل تحالف Global Telecom (3GPP) وتم إسقاطها من المعيار الخلوي. وبالتالي ، يعمل عدد محدود من الأجهزة على شبكة UNB ، خاصة من شركات خاصة محدودة.
- تستخدم شبكة اتصالات UNB طيفًا تردديًا مجانيًا وغير مرخص وغير منظم (863-870 ميجا هرتز / 910-923.5 ميجا هرتز). وبالتالي ، يتم استخدام تردد 868 ميجاهرتز / 910 ميجاهرتز من قبل العديد من مصنعي المعدات منخفضة التكلفة من لعب الأطفال إلى الطائرات بدون طيار.
- ومع ذلك ، تعتبر بوابات UNB نقطة فشل واحدة. وتعتبر الثغرة الأمنية عيبًا رئيسيًا للاستخدام في تطبيقات البنية التحتية العامة الحيوية. لذلك فإن استخدام شبكة بنك الاتحاد الوطني في البنية التحتية العامة مثل إشارات المرور وكاميرات المراقبة وأجهزة الصراف الآلي غير موجود.
إنترنت الأشياء الخلوي
- يوفر إنترنت الأشياء الخلوي نطاقًا تردديًا متوسطًا / مرتفعًا جدًا ، وزمن انتقال منخفض (اتصال سريع ثنائي الاتجاه)
- يمكن أن تدعم طوبولوجيا الشبكة هذه جميع تطبيقات السوق من نوع LoRA / UNB ، بالإضافة إلى التطبيقات التي تحتاج إلى اتصال في الوقت الفعلي ، مثل أجهزة الصراف الآلي وإشارات المرور وكاميرات الأمان وأنظمة وقوف السيارات العامة والإضاءة الذكية وغيرها مدينة ذكية التطبيقات.
- عدة مليار الأجهزة التي تعمل على الشبكة الخلوية اليوم.
- تستخدم جميع الهواتف المحمولة في العالم إنترنت الأشياء الخلوي.
الطيف الترددي غير المرخص مقابل (المنظم)
بنك الاتحاد الوطني
- يعمل بنك الاتحاد الوطني على الطيف غير المرخص (868 - 869.6 ميجاهرتز أو 910 - 923.5 ميجاهرتز). هذا هو عرض النطاق الترددي المجاني وغير المنظم.
- نظرًا لأن 868 ميجاهرتز / 915 ميجاهرتز عبارة عن طيف تردد مجاني وغير مرخص وغير منظم ، فإن العديد من المعدات منخفضة التكلفة من لعب الأطفال إلى الطائرات بدون طيار تعمل على نطاقات التردد هذه.
- تكون فرص التداخل والتشويش على الطيف غير المرخص (اضطراب في الاتصالات الراديوية بسبب التطبيقات المتعددة التي تستخدم الطيف) أعلى بكثير.
- ليس هناك ما يضمن أن هذا الطيف غير المرخص سيسمح له بالعمل بعد عام 2028.
- نظرًا لسهولة تعرضها للانتهاكات الأمنية ، تطلب العديد من الدول موافقة رسمية من الهيئة الوطنية لتنظيم الاتصالات (TRA) لاستخدام بنك الاتحاد الوطني في أي مشاريع متعلقة بالبنية التحتية العامة.
إنترنت الأشياء الخلوي
- يشتري مشغلو الاتصالات المحليون الطيف المرخص لتشغيل الشبكات الخلوية المحلية (تتم إدارة الترخيص بواسطة 3GPP تحالف عالمي وممنوح من قبل الحكومة الوطنية)
- يتم فحص جميع الاتصالات والتحقق منها وعندئذ فقط يُسمح لها بالانضمام إلى الشبكة
- يدير مشغلو الاتصالات المحليون الشبكات بفاعلية في كثير من الأحيان مع توفر الخدمة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، وبالتالي الحفاظ على موثوقية عالية
جودة الخدمة و SLA
بنك الاتحاد الوطني
- UNB هي شبكة مملوكة. يمكن لشركتين خاصتين فقط توفير بوابة UNB.
- في حالة رغبة البلدية في إدارة شبكة UNB الخاصة بها ، فإن مؤسسة تكنولوجيا المعلومات لديها تحتاج إلى الاهتمام باتفاقية مستوى الخدمة وتوافر الشبكة.
- تحتاج البلدية إلى موظفين مدربين لصيانة الشبكة ، والدعم في حالات الطوارئ ، والموظفين المدربين لاستعادة الشبكة ، وأمن الشبكة ، وما إلى ذلك. وهذا بشكل أساسي لإدارة سيناريوهات الفشل - إذا تم استخدام بنك الاتحاد الوطني في البنية التحتية العامة الحيوية
إنترنت الأشياء الخلوي
- يوفر مشغل الاتصالات المحلي تخصيصًا مضمونًا للموارد اللازمة لإدارة جودة الخدمة (QoS) ، وغالبًا ما يصل وقت التشغيل إلى 99,99،XNUMX٪
- يقدم مشغلو الاتصالات المحليون اتفاقيات مستوى الخدمة (SLA) المختلفة ، بما في ذلك ضمانات التوفر لأشكال الشبكات المختلفة
- تستخدم NB-IoT و LTE-CATM1 طيفًا مرخصًا من الجيل الثالث والرابع والجيل الخامس من مشغلي الاتصالات ، وبالتالي فإن جميع اتفاقيات مستوى الخدمة وضمانات التوفر قابلة للتطبيق على هيكل الشبكة هذا
- بمعنى آخر ، لا داعي للقلق بشأن إدارة الشبكة (مثل شبكة الهاتف المحمول)
المجموعة الأساسية
بنك الاتحاد الوطني
- يتم تقديم بنك الاتحاد الوطني من قبل شركة خاصة. لم يتم اعتماده من قبل مشغلي الاتصالات الكبار. لا يمكن لمشغل الاتصالات أن يدعم إذا كان هناك أي مشكلة في مثل هذه الشبكة الخاصة
حماية
بنك الاتحاد الوطني
- UNB هي شبكة مملوكة للقطاع الخاص. لا يمكن حل أي خرق أمني في الشبكة إلا عن طريق الشركة الخاصة التي قامت بتزويد الأجهزة.
- أطياف التردد 868 ميجاهرتز / 915 ميجاهرتز المستخدمة من قبل بنك الاتحاد الوطني مجانية وغير مرخصة وغير منظمة ، وبالتالي فإن البنية التحتية العامة الحيوية مثل إشارات المرور والكاميرات الأمنية وأجهزة الصراف الآلي لا تفكر أبدًا في استخدام بنك الاتحاد الوطني.
- غالبًا ما تُعتبر بوابات UNB ، حسب التصميم ، نقطة فشل واحدة. مثل هذه البوابات في المجال العام عرضة للخرق الأمني. في حالة تعطل البوابة ، يصبح من المستحيل الوصول إلى آلاف الأجهزة.
إنترنت الأشياء الخلوي
- أمان شبكة قوي يعتمد على المعايير العالمية 3GPP
- يظل معيارًا عالميًا بأعلى مستويات الأمان (مع تحديثات مستمرة) اليوم في الصناعة
- تعتمد البنية التحتية العامة الحيوية مثل إشارات المرور والكاميرات الأمنية وأجهزة الصراف الآلي على شبكة إنترنت الأشياء الخلوية للتشغيل اليومي
تحديثات البرامج والأمان عن بعد
بنك الاتحاد الوطني
- يمكن لشبكة UNB دعم OTA حسب حجم الشبكة.
- ومع ذلك ، يمكن أن يستغرق مثل هذا OTA بعض الوقت. يمكن أن يتراوح هذا من عدة ساعات إلى عدة أسابيع - حسب حجم ومسافة الشبكة.
- يجب أن تكون كل من بوابة UNB وأجهزة UNB متصلة بالإنترنت بشكل مستمر حتى يعمل تحديث OTA
إنترنت الأشياء الخلوي
- نظرًا لتوفر النطاق الترددي الجيد والسرعة ، يمكن تحديث وحدات التحكم القائمة على الشبكة الخلوية (المنتشرة في جميع أنحاء المدينة أو البلدة) تلقائيًا بالكامل في غضون دقائق
تعقيد التثبيت
بنك الاتحاد الوطني
- تحتاج مصابيح الشوارع القائمة على شبكة بنك الاتحاد الوطني إلى بوابات متعددة
- يتطلب هذا تصميمًا مفصلاً للشبكة (على سبيل المثال ، عدد البوابات المطلوبة ، ومكان تثبيتها ، وهل يوجد خط في الموقع ، وما إلى ذلك). يتطلب هذا أيضًا معرفة وخبرة محددة من فريق التثبيت
- يجب أيضًا أن تكون عملية التدخل ، في حالة فشل البوابة ، موثقة / مخططة جيدًا
تكاليف الاتصال
بنك الاتحاد الوطني
- على غرار LoRA ، غالبًا ما يتم تسويق شبكة UNB كشبكة "مجانية". ومع ذلك ، للأسف هذا ليس صحيحا
- إذا قامت البلدية بتثبيت شبكة UNB في المدينة ، فإنها مسؤولة بشكل شخصي عن إدارة الشبكة ومراقبتها وصيانتها. يجب تعيين الموظفين والموارد وتدريبهم لإدارة البوابات
إنترنت الأشياء الخلوي
- كانت تكاليف الاتصال الخلوي M2M / IoT أحد العوائق الرئيسية التي تحول دون اعتماد تطبيق إضاءة الشوارع الذكي. ومع ذلك ، فقد انخفضت هذه التكلفة بشكل كبير خلال السنوات الخمس الماضية.
- اليوم ، العديد من مشغلي شبكات الجوال الافتراضية (MVNO) ومشغلي الاتصالات المحليين يقدمون إمكانية الاتصال من 15 دولارًا أمريكيًا إلى 20 دولارًا أمريكيًا لمدة 10 سنوات لكل جهاز تحكم. بمعنى آخر ، لا توجد رسوم اشتراك شهرية يتم دفعها.
- هذا تطور جديد ممتاز في الصناعة. لذلك ، زيادة عدد تطبيقات المدن الذكية، بما فيها مشاريع إنارة الشوارع الذكية، بدأت في استخدام شبكة إنترنت الأشياء الخلوية.
وفي الختام
يبلغ قطر كلاً من إنترنت الأشياء الخلوي و بنك الاتحاد الوطني لها مزاياها الخاصة عند التفكير في تطبيق إضاءة الشوارع الذكي.
إيجابيات وسلبيات UNB لأضواء الشوارع الذكية
تستخدم شبكة اتصالات UNB طيفًا تردديًا غير مرخص وغير منظم (863-870 ميجا هرتز / 910-923.5 ميجا هرتز). فهو حر في استخدامها. يوفر تغطية أوسع. يمكن لكل بوابة دعم 100 - 3000 جهاز. وبالتالي ، يتم استخدام تردد 868 ميجاهرتز / 910 ميجاهرتز من قبل العديد من مصنعي المعدات منخفضة التكلفة من لعب الأطفال إلى الطائرات بدون طيار.
ومع ذلك ، تعتبر بوابات UNB نقطة فشل واحدة. أيضًا ، يعتبر النطاق الترددي المحدود والثغرة الأمنية عيبًا رئيسيًا للاستخدام في تطبيقات البنية التحتية العامة الحيوية. لذلك فإن استخدام شبكة بنك الاتحاد الوطني في البنية التحتية العامة مثل إشارات المرور وكاميرات المراقبة وأجهزة الصراف الآلي غير موجود. يمكن للمدن التفكير في استخدام شبكة بنك الاتحاد الوطني لتطبيق إنارة الشوارع الذكية نظرًا لتكلفتها المنخفضة ، ومع ذلك يجب بحث وتوثيق الجوانب الأمنية بشكل كامل.
إيجابيات وسلبيات IoT الخلوية لأضواء الشوارع الذكية
إنترنت الأشياء الخلوي يتم استخدام الشبكة من قبل مليارات الأجهزة اليوم. تدار من قبل العالمية التقييس والتحالفات الأمنية ، تقدم Cellular IoT واحدة من أفضل التحالفات المعروفة أمن المعيار المتاح اليوم. يتم استخدام الاتصال الخلوي من قبل المستهلكين (الساعات الذكية والهواتف المحمولة) والمهنيين (العدادات الذكية والآلات الصناعية) وكذلك البنية التحتية العامة الحيوية تطبيقات (شبكات الطاقة ، إشارات المرور ، مضخات المياه ، أجهزة الصراف الآلي ، الدوائر التلفزيونية المغلقة).
في الماضي ، كانت إحدى العوائق الرئيسية لاستخدام Cellular IoT هي تكلفة الملكية ، لأنها تتطلب بطاقة sim / esim واحدة مطلوبة لكل وحدة تحكم. ومع ذلك ، فقد انخفضت هذه التكلفة بشكل ملحوظ خلال السنوات الخمس إلى الثماني الماضية. اليوم ، العديد من مشغلي شبكات الجوال الافتراضية ومشغلي الاتصالات المحليين يقدمون اتصال إنترنت الأشياء الخلوي بسعر 5 دولارًا أمريكيًا - 8 دولارًا أمريكيًا مع تغطية شاملة لمدة 15 سنوات. هذا يعني ، 20 دولار أمريكي - 10 دولار أمريكي للاتصال الشامل لمدة عام واحد. علاوة على ذلك ، لا داعي للقلق بشأن تخطيط الشبكة أو صيانة البوابات المحلية على مدى عدة سنوات.
لذلك ، لاحظنا أن عددًا متزايدًا من البلدات والمدن في جميع أنحاء العالم تتبنى إنترنت الأشياء الخلوي لمن مشاريع إنارة الشوارع الذكية. أبحاث يوضح أن هذا الاتجاه وسوف تواصل.
نرحب بأسئلتكم؟
أضواء الشوارع الذكية تقدم الكثير بشكل واضح مزايا. لقد أصبح معيارًا واقعيًا في العديد من تركيبات إنارة الشوارع LED الجديدة في جميع أنحاء العالم. نأمل أن تكون هذه المقالة قد زودتك بالرؤى الفنية والتجارية عند الاختيار بين UNB و Cellular IoT لإضاءة الشوارع الذكية وتطبيقات المدن الذكية.
هل لديك أي أسئلة أو ملاحظات؟ هل ترغب في معرفة المزيد؟ لا تتردد في الاتصال بنا على info@tvilight.com.