Confronto tra rete cellulare e UNB
per l'applicazione di illuminazione stradale intelligente
Poiché le città stanno pianificando di implementare progetti di illuminazione stradale intelligente, la scelta della giusta rete di comunicazione è una decisione importante.
Questo articolo offre un confronto tecnico e commerciale dell'utilizzo IoT cellulare Banda ultra stretta (UNB) reti di comunicazione. Mira a fornire ai comuni e agli enti cittadini le informazioni necessarie per prendere una decisione informata su quale rete di comunicazione scegliere per i loro imminenti progetti di illuminazione stradale intelligente.
Come funzionano i lampioni intelligenti basati su cellulare?
A controllore intelligente dell'illuminazione stradale su un totale di IoT cellulare si connette a Internet tramite locale rete di telecomunicazioni. Qui il controller utilizza il segnale 2G/3G/4G/5G (tecnicamente definito come LTE CAT 1, LTE CAT M1, NB-IoT, GSM, EGPRS e/o EDGE). Questo è simile a come un tipico telefono cellulare, bancomat, semaforo o contatore intelligente si connette a Internet. Non è necessario un gateway locale.
Come funzionano i lampioni intelligenti basati su UNB?
A B sta per banda ultra stretta. Il controller del lampione basato su UNB utilizza frequenze radio senza licenza (863 - 870 MHz / 910 - 923.5 MHz) per comunicare con uno o più gateway UNB centrali. I gateway fungono da hub centrale per connettere a Internet i controller delle lampade basati su UNB.
Nota: la rete Ultra-Narrow Band (UNB) è diversa da LoRaWAN. Per il confronto con LoRaWAN, fare riferimento a questo articolo: https://tvilight.com/smart-street-lighting-cellular-vs-lorawan/
Cellulare vs UNB
Un dettagliato confronto tecnico e commerciale
Tipo di rete
A B
- UNB è una rete privata che può scambiare piccoli pacchetti di dati tra gateway UNB privati e dispositivi. La portata dal gateway al dispositivo può variare da 500 ma 16 km a seconda della potenza dell'antenna.
- I gateway UNB possono connettersi tra 100 e 3000 dispositivi.
- Tuttavia, i gateway UNB sono spesso considerati un singolo punto di errore. L'intera rete si interrompe quando un gateway si guasta.
IoT cellulare
- La rete di comunicazione cellulare viene spesso definita comunicazione IoT (internet delle cose) quando utilizzata da dispositivi intelligenti.
- La rete IoT cellulare può scambiare quantità di dati medio-alte in tempo reale tra le torri cellulari locali e i dispositivi.
- Le opzioni includono: GATTO LTE M1, NB-IoT, LTE CAT 1 (4G) o GSM/EGPRS (2G/3G). Il dispositivo seleziona la rete più adatta in base alla disponibilità degli operatori di telecomunicazioni locali.
Applicazioni di mercato
A B
- UNB offre larghezza di banda medio-bassa e latenza medio-bassa
- Viene fornito da alcune aziende private per l'illuminazione intelligente e alcune soluzioni proprietarie
- La rete UNB non è stata accettata dall'alleanza Global Telecom (3GPP) ed è stata abbandonata dallo standard cellulare. E quindi un numero limitato di dispositivi opera sulla rete UNB, principalmente da società private limitate.
- La rete di comunicazione UNB utilizza uno spettro di frequenza libero, senza licenza e non regolamentato (863 - 870 MHz / 910 - 923.5 MHz). E quindi la frequenza 868 MHz/910 MHz viene utilizzata da molti produttori di apparecchiature a basso costo, dai giocattoli per bambini ai droni.
- Tuttavia, i gateway UNB sono considerati un singolo punto di errore. E la vulnerabilità della sicurezza è considerata un grave svantaggio per l'utilizzo in applicazioni di infrastrutture critiche pubbliche. Pertanto l'uso della rete UNB in infrastrutture pubbliche come semafori, telecamere a circuito chiuso e ATM non esiste.
IoT cellulare
- L'IoT cellulare offre una larghezza di banda medio/molto elevata, bassa latenza (comunicazione bidirezionale veloce)
- Questa topologia di rete può supportare tutte le applicazioni di mercato di tipo LoRA/UNB, nonché le applicazioni che richiedono comunicazioni in tempo reale, come bancomat, semafori, telecamere di sicurezza, sistemi di parcheggio pubblico, illuminazione intelligente e altro Smart City applicazioni.
- Alcuni miliardo i dispositivi funzionano oggi sulla rete cellulare.
- Tutti i telefoni cellulari del mondo utilizzano Cellular IoT.
Spettro senza licenza e con licenza (regolamentato).
A B
- UNB funziona su spettro senza licenza (868 – 869.6 MHz o 910 – 923.5 MHz). Questa è una larghezza di banda di frequenza libera e non regolamentata.
- Poiché 868 MHz/915 MHz sono uno spettro di frequenza libero, senza licenza e non regolamentato, molte apparecchiature a basso costo, dai giocattoli per bambini ai droni, operano su queste bande di frequenza.
- Le possibilità di interferenza e disturbo sullo spettro senza licenza (disturbi nella comunicazione radio a causa di più applicazioni che utilizzano lo spettro) sono significativamente più elevate.
- Non vi è alcuna garanzia che questo spettro senza licenza possa operare dopo il 2028.
- A causa della sua facile vulnerabilità alle violazioni della sicurezza, molti paesi richiedono l'approvazione formale dell'autorità nazionale di regolamentazione delle telecomunicazioni (TRA) per utilizzare UNB per qualsiasi progetto relativo alle infrastrutture pubbliche.
IoT cellulare
- Gli operatori di telecomunicazioni locali acquistano lo spettro concesso in licenza per gestire le reti cellulari locali (le licenze sono gestite da 3GPP alleanza globale e concesso dal governo nazionale)
- Tutte le connessioni vengono controllate, verificate e solo successivamente autorizzate a unirsi alla rete
- Gli operatori di telecomunicazioni locali gestiscono attivamente le reti spesso con disponibilità del servizio 24 x 7, mantenendo così un'elevata affidabilità
Qualità del servizio e SLA
A B
- UNB è una rete proprietaria. Solo un paio di aziende private possono fornire un gateway UNB.
- Nel caso in cui un comune desideri gestire la propria rete UNB, la sua organizzazione IT deve occuparsi dello SLA e della disponibilità della rete.
- Il comune ha bisogno di personale addestrato per la manutenzione della rete, il backup di emergenza, personale addestrato per il ripristino della rete, la sicurezza della rete, ecc.
IoT cellulare
- L'operatore di telecomunicazioni locale fornisce l'allocazione delle risorse garantite necessarie per la qualità del servizio (QoS) gestita, il tempo di attività è spesso pari al 99,99%
- Gli operatori di telecomunicazioni locali offrono diversi Service Level Agreement (SLA), comprese le garanzie di disponibilità per le diverse topologie di rete
- NB-IoT e LTE-CATM1 utilizzano lo spettro concesso in licenza 3G, 4G e 5G degli operatori di telecomunicazioni, pertanto tutti gli SLA e le garanzie di disponibilità sono applicabili per questa topologia di rete
- In altre parole, il comune non deve preoccuparsi della gestione della rete (come la rete per il cellulare)
Standard
A B
- UNB è offerto da una società privata. Non è stato adottato dai grandi Operatori Telecom. L'operatore di telecomunicazioni non può supportare se c'è qualche problema in una tale rete privata
IoT cellulare
- Tutti i grandi operatori di telecomunicazioni internazionali hanno deciso di implementare Cat. LTE M1/NB-IoT su larga scala. L'implementazione è stata completata in molti paesi in tutto il mondo.
- LTE CAT 1 e GSM/ EGPRS sono reti di comunicazione cellulare standard e sono disponibili a livello globale
Sicurezza
A B
- UNB è una rete proprietaria privata. Qualsiasi falla nella sicurezza della rete può essere risolta solo dall'azienda privata che ha fornito l'attrezzatura hardware.
- Gli spettri di frequenza 868 MHz/915 MHz utilizzati da UNB sono gratuiti, senza licenza e non regolamentati, pertanto le infrastrutture critiche pubbliche come semafori, telecamere di sicurezza, bancomat non prendono mai in considerazione l'utilizzo di UNB.
- I gateway UNB, in base alla progettazione, sono spesso considerati un singolo punto di errore. Tali gateway di dominio pubblico sono vulnerabili a violazioni della sicurezza. Se un gateway è inattivo, migliaia di dispositivi diventano irraggiungibili.
IoT cellulare
- Forte sicurezza di rete basata sugli standard globali 3GPP
- Rimane uno standard globale con i più alti livelli di sicurezza (con aggiornamenti continui) oggi nel settore
- Infrastrutture critiche pubbliche come semafori, telecamere di sicurezza, bancomat dipendono dalla rete IoT cellulare per il funzionamento quotidiano
Software remoto e aggiornamenti di sicurezza
A B
- La rete UNB può supportare OTA a seconda delle dimensioni della rete.
- Tuttavia, tale OTA può richiedere del tempo. Questo può variare da diverse ore a diverse settimane, a seconda delle dimensioni e della distanza della rete.
- Sia il gateway UNB che i dispositivi UNB devono essere continuamente online affinché tale aggiornamento OTA funzioni
IoT cellulare
- Grazie alla disponibilità di una buona larghezza di banda e velocità, i controller basati su rete cellulare (diffusi in tutta la città) possono essere aggiornati in modo completamente automatico in pochi minuti
Complessità di installazione
A B
- I lampioni basati su rete UNB necessitano di più gateway
- Ciò richiede una progettazione dettagliata della rete (ad esempio, quanti gateway sono necessari, dove installarli, esiste una linea di sito, ecc.). Ciò richiede anche conoscenze e competenze specifiche del team di installazione
- Anche il processo di intervento, in caso di guasto del Gateway, deve essere ben documentato/pianificato
IoT cellulare
- La rete cellulare offre un'installazione fisica gratuita del gateway
- controllori (es NEMA or Zhaga controller) possono essere "cliccati" sulla parte superiore dell'apparecchio e si collegheranno automaticamente al Central Light Management System (LMS) tramite una rete di comunicazione cellulare locale
Connettività Costi
A B
- Simile a LoRA, la rete UNB è spesso commercializzata come una rete "gratuita". Tuttavia, purtroppo questo non è vero
- Se il comune installa la rete UNB in città, è personalmente responsabile della gestione, del monitoraggio e della manutenzione della rete. Il personale e le risorse devono essere reclutati e formati per gestire i Gateway
IoT cellulare
- I costi per la connettività cellulare M2M/IoT sono stati uno dei principali ostacoli all'adozione dell'applicazione di illuminazione stradale intelligente. Tuttavia, questo costo è diminuito notevolmente negli ultimi cinque anni.
- Oggi, diversi MVNO e operatori di telecomunicazioni locali offrono connettività da 15 a 20 dollari USA per 10 anni per dispositivo controller. In altre parole, non ci sono canoni mensili da pagare.
- Questo è un eccellente nuovo sviluppo nel settore. Pertanto, un numero crescente di applicazioni per città intelligenti, Compreso progetti di illuminazione stradale intelligente, hanno iniziato a utilizzare la rete IoT cellulare.
Conclusione
Entrambi IoT cellulare ed A B hanno i loro meriti quando si considera l'applicazione di illuminazione stradale intelligente.
Pro e contro UNB per i lampioni intelligenti
La rete di comunicazione UNB utilizza uno spettro di frequenza non autorizzato e non regolamentato (863 - 870 MHz / 910 - 923.5 MHz). È gratuito. Offre una copertura più ampia. Ogni gateway può supportare da 100 a 3000 dispositivi. E quindi la frequenza 868 MHz/910 MHz viene utilizzata da molti produttori di apparecchiature a basso costo, dai giocattoli per bambini ai droni.
Tuttavia, i gateway UNB sono considerati un singolo punto di errore. Inoltre, la larghezza di banda limitata e la vulnerabilità della sicurezza sono considerate un grave svantaggio per l'utilizzo in applicazioni di infrastrutture critiche pubbliche. Pertanto l'uso della rete UNB in infrastrutture pubbliche come semafori, telecamere a circuito chiuso e ATM non esiste. Le città possono prendere in considerazione l'utilizzo della rete UNB per l'applicazione di illuminazione stradale intelligente a causa del suo basso costo, tuttavia gli aspetti di sicurezza dovrebbero essere completamente studiati e documentati.
Pro e contro dell'IoT cellulare per i lampioni stradali intelligenti
IoT cellulare la rete è oggi utilizzata da miliardi di dispositivi. Gestito da globale standardizzazione e alleanze di sicurezza, Cellular IoT offre uno dei più noti problemi di norma oggi disponibile. La connettività cellulare è utilizzata dai consumatori (smartwatch, telefoni cellulari), dai professionisti (contatori intelligenti, macchine industriali) e da infrastrutture critiche pubbliche (reti energetiche, semafori, pompe idriche, bancomat, TVCC).
In passato, uno degli ostacoli principali all'utilizzo dell'IoT cellulare era il costo di proprietà, poiché richiede una scheda SIM/esim per controller. Tuttavia, questo costo è diminuito notevolmente negli ultimi 5-8 anni. Oggi, diversi MVNO e operatori di telecomunicazioni locali offrono la connessione IoT cellulare a US $ 15 - $ 20 con una copertura all-inclusive per 10 anni. Ciò significa US $ 1.5 - $ 2 per la connettività all-inclusive per un anno. Inoltre, il comune non deve preoccuparsi della pianificazione della rete o della manutenzione dei gateway locali per diversi anni.
Pertanto, abbiamo osservato che un numero crescente di paesi e città in tutto il mondo sta adottando IoT cellulare per la loro progetti di illuminazione stradale intelligente. Ricerca dimostra che questo tendenza Continuerà.
Domande?
Lampioni stradali intelligenti offrono chiaramente molti vantaggi. È diventato uno standard de facto in molte nuove installazioni di lampioni a LED in tutto il mondo. Ci auguriamo che questo articolo ti abbia fornito gli approfondimenti tecnici e commerciali nella scelta tra UNB e Cellular IoT per applicazioni di illuminazione stradale intelligente e città intelligenti.
Hai domande o feedback? vorresti saperne di più? Non esitate a contattarci a info@tvilight.com.