Comparaison entre les réseaux cellulaires et LoRaWAN
pour l'application d'éclairage public intelligent
Quand il s'agit d'un nouveau projet d'éclairage public intelligent, l'une des questions importantes est de décider s'il faut utiliser le réseau cellulaire ou LoRaWAN pour l'application.
Cet article présente une comparaison technique détaillée et les implications commerciales entre l'IoT cellulaire et les options de réseau de communication LoRaWAN. Il vise à aider les municipalités et les corporations de la ville à faire un choix de réseau de communication approprié pour leurs prochains projets d'éclairage public intelligent.
Comment fonctionnent les lampadaires intelligents basés sur les cellules ?
A contrôleur de réverbère intelligent basé sur Cellular IoT se connecte à Internet via local réseau télécom. Ici, le contrôleur utilise le signal 2G/ 3G/ 4G/ 5G (techniquement appelé LTE CAT 1, LTE CAT M1, NB-IoT, GSM, EGPRS et/ou EDGE). Ceci est similaire à la façon dont un téléphone mobile, un guichet automatique, un feu de signalisation ou un compteur intelligent se connecte à Internet. Il n'y a pas besoin d'une passerelle locale.
Comment fonctionnent les lampadaires intelligents basés sur LoRaWAN ?
LoRaWAN signifie réseau étendu longue portée. Il est construit sur LoRa - une technique de communication radio propriétaire. Le contrôleur de réverbère basé sur LoRa utilise des fréquences radio sans licence pour communiquer avec la ou les passerelles LoRaWAN centrales. Il s'agit généralement d'un réseau en étoile. Les passerelles LoRa agissent comme un hub central pour connecter les contrôleurs basés sur LoRa à Internet.
Cellulaire contre LoRaWAN
Un comparatif technique et commercial détaillé
Type de réseau
LoRaWAN
- Le réseau LoRaWAN peut échanger une petite quantité de paquets de données entre les passerelles et les appareils LoRA sur une gamme de 5-10 km.
- Une ligne de vue dégagée est nécessaire entre les passerelles et les appareils.
- Les passerelles LoRa peuvent connecter plus de 1000 appareils. Cependant, les passerelles LoRa agissent souvent comme un point de défaillance unique. L'ensemble du réseau tombe en panne lorsqu'une passerelle tombe en panne.
IdO cellulaire
- Le réseau de communication cellulaire est souvent appelé communication IoT (Internet des objets) lorsqu'il est utilisé par des appareils intelligents.
- Le réseau IoT cellulaire peut échanger des quantités moyennes à très élevées de données en temps réel entre les tours de téléphonie cellulaire locales et les appareils.
- Les options incluent: LTE CAT M1, NB-IoT, LTE CAT 1 (4G) ou GSM / EGPRS (2G/ 3G). L'appareil sélectionne le réseau le plus approprié en fonction de la disponibilité des opérateurs de télécommunications locaux.
Applications du marché
LoRaWAN
LoRA est conçu pour une faible bande passante et une latence élevée.
Il convient aux applications telles que :
- Connecter des objets qui n'ont pas besoin de données fréquentes ou de connectivité en temps réel. Et fonctionne sur batterie. Par exemple, vérifier si les poubelles/poubelles sont pleines ou vides, collecter des données environnementales dans les régions éloignées et surveiller les capteurs agricoles.
- Relevé à distance des compteurs communicants (électricité, gaz, eau)
- Plusieurs millions d'appareils utilisent aujourd'hui LoRaWAN, en particulier les applications grand public et professionnelles. Cependant, le taux d'adoption de LoRa dans les infrastructures publiques critiques (telles que les feux de circulation, les pompes à eau, les distributeurs automatiques de billets, etc.) est faible.
IdO cellulaire
- L'IoT cellulaire offre une bande passante moyenne/très élevée, une faible latence (communication bidirectionnelle rapide)
- Cette topologie de réseau peut prendre en charge toutes les applications du marché de type LoRA/UNB, ainsi que les applications nécessitant une communication en temps réel, telles que les guichets automatiques, les feux de circulation, les caméras de sécurité, les systèmes de stationnement public, l'éclairage intelligent et d'autres Smart City applications.
- Plusieurs milliard les appareils fonctionnent sur le réseau cellulaire aujourd'hui.
- Tous les téléphones mobiles dans le monde utilisent Cellular IoT.
Spectre sans licence ou sous licence
LoRaWAN
- LoRA fonctionne sur un spectre sans licence - une solution propriétaire (en gros, n'importe qui peut installer une passerelle LoRA)
- Le spectre LoRA (bande ISM 433 ou 868 MHz, 2.4 GHz) est utilisé par plusieurs autres services qui peuvent affecter les performances du réseau et est vulnérable au brouillage*
- La probabilité qu'il y ait des interférences dans un réseau (perturbation de la radiocommunication en raison de multiples applications utilisant le spectre) est beaucoup plus élevée
- Il n'y a aucune garantie que ce spectre sans licence sera disponible après 2028
IdO cellulaire
- Les opérateurs de télécommunications locaux achètent le spectre sous licence pour exploiter les réseaux cellulaires locaux (les licences sont gérées par 3GPP alliance mondiale et accordée par le gouvernement national)
- Toutes les connexions sont contrôlées, vérifiées et seulement ensuite autorisées à rejoindre le réseau
- Les opérateurs de télécommunications locaux gèrent activement les réseaux souvent avec une disponibilité de service 24h/7 et XNUMXj/XNUMX, maintenant ainsi une grande fiabilité
Qualité de service et SLA
LoRaWAN
- Il n'y a pas de méthode établie pour le réseau LoRA
- Les passerelles et le réseau LoRA peuvent être gérés par des citoyens locaux, un opérateur de télécommunications, une entreprise privée ou même des municipalités
- Dans le cas où une municipalité souhaite gérer son propre réseau LoRA, son organisation informatique doit s'occuper du SLA et de la disponibilité du réseau (y compris la maintenance, la sauvegarde d'urgence, le personnel formé pour la restauration, etc.)
IdO cellulaire
- L'opérateur de télécommunications local fournit une allocation de ressources garantie nécessaire à la gestion de la qualité de service (QoS), le temps de disponibilité atteint souvent 99,99 %
- Les opérateurs de télécommunications locaux proposent différents accords de niveau de service (SLA), y compris des garanties de disponibilité pour les différentes topologies de réseau
- NB-IoT et LTE-CATM1 utilisent le spectre sous licence 3G, 4G et 5G des opérateurs de télécommunications, et donc tous les SLA et garanties de disponibilité sont applicables pour cette topologie de réseau
- En d'autres termes, la municipalité n'a pas à se soucier de la gestion du réseau (comme le réseau pour les téléphones portables)
Standard
LoRaWAN
- Alors que LoRA a été adopté par plusieurs entreprises privées, intégrateurs de systèmes et consommateurs, il n'a pas été adopté par les grands opérateurs de télécommunications. C'est l'un des principaux obstacles
IdO cellulaire
- Tous les grands opérateurs de télécommunications internationaux ont décidé de mettre en œuvre Chat LTE M1/ NB-IoT à grande échelle. Le déploiement est terminé dans de nombreux pays à travers le monde.
- LTE CAT 1 et GSM/ EGPRS sont des réseaux de communication cellulaire standard et sont disponibles dans le monde entier
Sécurité
LoRaWAN
- Le réseau LoRA offre une sécurité de fréquence radio ISM standard. Elle est souvent considérée comme insuffisante pour les infrastructures critiques publiques
IdO cellulaire
- Sécurité réseau solide basée sur les normes mondiales 3GPP
- Il reste une norme mondiale avec les niveaux de sécurité les plus élevés (avec des mises à jour continues) aujourd'hui dans l'industrie
- Les infrastructures publiques critiques telles que les feux de circulation, les caméras de sécurité, les distributeurs automatiques de billets dépendent du réseau IoT cellulaire pour leur fonctionnement quotidien
Logiciels à distance et mises à jour de sécurité
LoRaWAN
- En raison de la (très) faible bande passante du réseau LoRA, cela prend souvent beaucoup de temps (cela peut prendre des semaines pour une mise à jour OTA) ou même pas possible (si le nombre d'appareils LoRA par Gateway est supérieur)
- Le manque de mise à jour OTA rapide est malheureusement considéré comme l'un des plus grands risques liés aux appareils basés sur LoRA. En cas de faille de sécurité, cette dépendance peut créer des risques inattendus
IdO cellulaire
- En raison de la disponibilité d'une bonne bande passante et d'une bonne vitesse, les contrôleurs basés sur le réseau cellulaire (répartis dans la ville ou la ville) peuvent être mis à jour de manière entièrement automatique en quelques minutes
Complexité de l'installation
LoRaWAN
- Les lampadaires basés sur le réseau LoRA ont besoin de plusieurs passerelles
- Cela nécessite une conception détaillée du réseau (par exemple, combien de passerelles sont nécessaires, où les installer, y a-t-il une ligne de site, etc.). Cela nécessite également des connaissances et une expertise spécifiques de l'équipe d'installation
- Le processus d'intervention, en cas de défaillance de la passerelle, doit également être bien documenté/planifié
IdO cellulaire
- Le réseau cellulaire offre une installation gratuite de passerelle physique
- Contrôleurs (ex. NEMA or Zhaga contrôleur) peut être "cliquée" sur le haut du luminaire, et ils se connecteront automatiquement au Central Light Management System (LMS) via un réseau de communication cellulaire local
Coûts de connectivité
LoRaWAN
- Le réseau LoRA est souvent commercialisé comme un réseau "gratuit". Cependant, malheureusement, ce n'est pas vrai
- Si la municipalité installe le réseau LoRA dans la ville, elle est personnellement responsable de la gestion, de la surveillance et de la maintenance du réseau. Le personnel et les ressources doivent être recrutés et formés pour gérer les passerelles
- Alors que si un intégrateur de système local ou un opérateur de télécommunications offre une connectivité LoRA, il facturera la connectivité réseau. Il s'agit souvent d'un coût caché et doit être explicitement clarifié
IdO cellulaire
- Les coûts de la connectivité cellulaire M2M / IoT étaient l'un des principaux obstacles à l'adoption d'une application d'éclairage public intelligent. Cependant, ce coût a considérablement diminué au cours des cinq dernières années.
- Aujourd'hui, plusieurs MVNO et opérateurs de télécommunications locaux proposent une connectivité entre 15 et 20 USD pendant 10 ans par dispositif de contrôle. En d'autres termes, il n'y a pas de frais d'abonnement mensuels à payer.
- Il s'agit d'un excellent nouveau développement dans l'industrie. Par conséquent, un nombre croissant de applications de la ville intelligente, dont projets d'éclairage public intelligent, ont commencé à utiliser le réseau IoT cellulaire.
Conclusion
Les deux IdO cellulaire et LoRaWAN ont leurs propres mérites lors de l'examen de la éclairage public intelligent .
Avantages et inconvénients de LoRaWAN pour les lampadaires intelligents
LoRaWAN convient aux applications grand public et professionnelles qui nécessitent une communication longue portée et où les appareils fonctionnent sur batterie. Il convient également là où les délais de communication (latence élevée) et les aspects de sécurité sont moins importants.
Cependant, le taux d'adoption de LoRaWAN pour les infrastructures publiques critiques (telles que les feux de circulation, les pompes à eau, la vidéosurveillance, les distributeurs automatiques de billets, etc.) a été faible dans la plupart des pays. Ceci est principalement motivé par :
– La responsabilité et le coût de possession (et de maintenance) du réseau LoRaWAN et des passerelles LoRa sur plusieurs années.
- Risques de sécurité associés au fonctionnement sur des bandes passantes sans licence, ainsi qu'à la limitation de mise à jour du logiciel de l'appareil. Cela peut avoir de graves conséquences en cas de violation du réseau.
Les lampadaires font partie des infrastructures publiques critiques. Ils doivent fonctionner de manière fiable pour maintenir la sécurité publique. Au cours des 5 à 10 dernières années, plusieurs municipalités ont essayé d'utiliser LoRaWAN pour une application d'éclairage public intelligent. Cela inclut certaines municipalités en Europe. Cependant, bon nombre de ces municipalités en Europe ont fermé le projet d'éclairage public intelligent basé sur LoRaWAN ou sont passées à une option de réseau fiable. Cela est principalement dû à des problèmes techniques et de sécurité.
Avantages et inconvénients de l'IoT cellulaire pour les lampadaires intelligents
IdO cellulaire réseau est utilisé par des milliards d'appareils aujourd'hui. Géré par le monde standardisation et alliances de sécurité, Cellular IoT offre l'un des plus connus sécurité standard disponible aujourd'hui. La connectivité cellulaire est utilisée par les consommateurs (montres intelligentes, téléphones portables), les professionnels (compteurs intelligents, machines industrielles) ainsi que infrastructure critique publique (réseaux énergétiques, feux de circulation, pompes à eau, distributeurs automatiques de billets, CCTV).
Dans le passé, l'un des principaux obstacles à l'utilisation de l'IoT cellulaire était le coût de possession, car il nécessitait une carte SIM/ESIM par contrôleur. Cependant, ce coût a considérablement diminué au cours des 5 à 8 dernières années. Aujourd'hui, plusieurs MVNO et opérateurs de télécommunications locaux proposent une connexion IoT cellulaire à 15 USD - 20 USD avec une couverture tout compris pendant 10 ans. Cela signifie, entre 1.5 $ US et 2 $ US pour une connectivité tout compris pendant un an. De plus, la municipalité n'a pas à se soucier de la planification du réseau ou de l'entretien des passerelles locales sur plusieurs années.
Par conséquent, nous avons observé qu'un nombre croissant de villes à travers le monde adoptent IdO cellulaire pour leur projets d'éclairage public intelligent. Recherche montre que cela tendance continuera.
Questions?
Des lampadaires intelligents offrent clairement de nombreux avantages. Il est devenu un standard de facto dans de nombreuses nouvelles installations de lampadaires LED à travers le monde. Nous espérons que cet article vous a fourni des informations techniques et commerciales lors du choix entre LoRaWAN et Cellular IoT pour l'éclairage public intelligent et les applications de villes intelligentes.
Avez-vous des questions ou des commentaires ? Vous souhaitez en savoir plus ? N'hésitez pas à nous contacter au info@tvlight.com.