Sammenligning mellom mobilnett og UNB-nettverk
for Smart Street Lighting-applikasjon
Siden byer planlegger å implementere smarte gatebelysningsprosjekter, er det en viktig beslutning å velge riktig kommunikasjonsnettverk.
Denne artikkelen tilbyr en teknisk og kommersiell sammenligning av bruk Mobil IoT versus Ultra-smalt bånd (UNB) kommunikasjonsnettverk. Den har som mål å gi kommuner og byselskaper den nødvendige informasjonen for å ta en informert beslutning om hvilket kommunikasjonsnett de skal velge for sine kommende smarte gatelysprosjekter.
Hvordan fungerer mobilbaserte smarte gatelys?
A smart gatelyskontroller basert på Mobil IoT kobles til internett via lokalt telenett. Her bruker kontrolleren 2G/ 3G/ 4G/ 5G-signal (teknisk betegnet som LTE CAT 1, LTE CAT M1, NB-IoT, GSM, EGPRS og/eller EDGE). Dette ligner på hvordan en vanlig mobiltelefon, minibank, trafikklys eller smartmåler kobles til internett. Det er ikke behov for en lokal gateway.
Hvordan fungerer UNB-baserte smarte gatelys?
A B står for ultra narrowband. UNB-basert gatelyskontroller bruker ulisensierte radiofrekvenser (863 – 870 MHz / 910 – 923.5 MHz) for å kommunisere til en sentral UNB-gateway(er). Gatewayene fungerer som sentral hub for å koble UNB-baserte lampekontrollere til internett.
Merk: Ultra-Narrow Band (UNB) nettverk er forskjellig fra LoRaWAN. For sammenligning med LoRaWAN, se denne artikkelen: https://tvilight.com/smart-street-lighting-cellular-vs-lorawan/
Mobil vs UNB
En detaljert teknisk og kommersiell sammenligning
Nettverkstype
A B
- UNB er et privat nettverk som kan utveksle små pakker med data mellom private UNB-gatewayer og enhetene. Gateway til enhets rekkevidde kan være fra 500 m til 16 km avhengig av antenneeffekten.
- UNB Gateways kan koble til mellom 100 – 3000 enheter.
- Imidlertid betraktes UNB-gatewayene ofte som et enkelt feilpunkt. Hele nettverket faller ned når en gateway svikter.
Mobil IoT
- Mobilkommunikasjonsnettverk blir ofte referert til som IoT-kommunikasjon (internet of things) når det brukes av smarte enheter.
- Mobilt IoT-nettverk kan utveksle middels til veldig store mengder data på sanntidsbasis mellom de lokale mobiltelefontårnene og enhetene.
- Alternativene er: LTE CAT M1, NB-IoT, LTE CAT 1 (4G) eller GSM / EGPRS (2G/ 3G). Enheten velger det best egnede nettverket basert på tilgjengeligheten fra de lokale teleoperatørene.
Markedsapplikasjoner
A B
- UNB tilbyr lav til middels båndbredde, lav til middels ventetid
- Den leveres av noen private selskaper for Smart Lighting og noen proprietære løsninger
- UNB-nettverket ble ikke akseptert av Global Telecom (3GPP)-alliansen og ble droppet fra mobilstandard. Og derfor opererer begrenset antall enheter på UNB-nettverket, hovedsakelig fra private selskaper med begrenset omfang.
- UNB kommunikasjonsnettverk bruker gratis, ulisensiert og uregulert frekvensspektrum (863 – 870 MHz / 910 – 923.5 MHz). Og derfor brukes 868 MHz/910 MHz frekvens av mange lavkostutstyrsprodusenter fra barneleker til droner.
- UNB-gatewayer betraktes imidlertid som et enkelt feilpunkt. Og sikkerhetssårbarhet anses som en stor ulempe for bruk i offentlige kritiske infrastrukturapplikasjoner. Derfor eksisterer ikke bruk av UNB-nettverk i offentlig infrastruktur som trafikklys, CCTV og minibank.
Mobil IoT
- Cellular IoT tilbyr middels/svært høy båndbredde, lav latens (rask toveiskommunikasjon)
- Denne nettverkstopologien kan støtte alle markedsapplikasjoner av typen LoRA/UNB, så vel som applikasjoner som trenger sanntidskommunikasjon, for eksempel minibank, trafikklys, sikkerhetskameraer, offentlige parkeringssystemer, smart belysning og annet Smart City applikasjoner.
- Flere milliarder enheter fungerer på mobilnettverk i dag.
- Alle mobiltelefoner i verden bruker Cellular IoT.
Ulisensiert versus lisensiert (regulert) spektrum
A B
- UNB fungerer på ulisensiert spektrum (868 – 869.6 MHz eller 910 – 923.5 MHz). Dette er fri og uregulert frekvensbåndbredde.
- Siden 868 MHz/915 MHz er gratis, ulisensiert og uregulert frekvensspektrum, opererer mye lavkostutstyr fra barneleker til droner på dette frekvensbåndet.
- Sjansene for interferens og jamming på ulisensiert spektrum (forstyrrelse i radiokommunikasjonen på grunn av flere applikasjoner som bruker spekteret) er betydelig høyere.
- Det er ingen garanti for at dette ulisensierte spekteret vil få lov til å operere etter 2028.
- På grunn av den enkle sårbarheten for sikkerhetsbrudd, krever mange land formell godkjenning fra National Telecom Regulatory Authority (TRA) for å bruke UNB til offentlige infrastrukturrelaterte prosjekter.
Mobil IoT
- Lokale teleoperatører kjøper det lisensierte spekteret for å drive lokale mobilnettverk (lisensen administreres av 3GPP global allianse og gitt av nasjonal regjering)
- Alle tilkoblinger blir sjekket, verifisert og først da tillatt å bli med i nettverket
- Lokale teleoperatører administrerer nettverkene aktivt, ofte med tilgjengelighet døgnet rundt, og opprettholder dermed høy pålitelighet
Servicekvalitet og SLA
A B
- UNB er et proprietært nettverk. Bare et par private selskaper kan levere en UNB-gateway.
- I tilfelle en kommune ønsker å administrere sitt UNB-nettverk, må IT-organisasjonen ta seg av SLA og nettverkstilgjengelighet.
- Kommunen trenger opplært personell for nettverksvedlikehold, nødback-up, opplært personell for restaurering av nettverket, nettverkssikkerhet osv. Dette er hovedsakelig for å håndtere feilscenarier – dersom UNB brukes i offentlig kritisk infrastruktur
Mobil IoT
- Lokal telekomoperatør gir garantert ressursallokering nødvendig for administrert Quality of Service (QoS), oppetiden er ofte så høy som 99,99 %
- Lokale teleoperatører tilbyr forskjellige servicenivåavtaler (SLA), inkludert tilgjengelighetsgarantier for de forskjellige nettverkstopologiene
- NB-IoT og LTE-CATM1 bruker 3G, 4G og 5G lisensiert spektrum fra telekomoperatørene, og derfor gjelder alle SLAer og tilgjengelighetsgarantier for denne nettverkstopologien
- Kommunen trenger med andre ord ikke å bekymre seg for nettverksadministrasjonen (samme som nettverk for mobiltelefon)
standard
A B
- UNB tilbys av et privat selskap. Det har ikke blitt tatt i bruk av de store teleoperatørene. Teleoperatør kan ikke støtte hvis det er noe problem i et slikt privat nettverk
Sikkerhet
A B
- UNB er et privat proprietært nettverk. Ethvert sikkerhetsbrudd i nettverket kan bare løses av det private selskapet som har levert maskinvareutstyret.
- 868 MHz/915 MHz frekvensspekter brukt av UNB er gratis, ulisensiert og uregulert, og derfor vurderer offentlig kritisk infrastruktur som trafikklys, sikkerhetskameraer, minibanker aldri å bruke UNB.
- UNB-gatewayer blir ofte betraktet som et enkelt feilpunkt. Slike gatewayer i offentlig domene er sårbare for sikkerhetsbrudd. Hvis en gateway er nede, blir 1000-vis av enheter utilgjengelige.
Mobil IoT
- Sterk nettverkssikkerhet basert på globale 3GPP-standarder
- Det er fortsatt en global standard med høyeste sikkerhetsnivåer (med kontinuerlige oppdateringer) i bransjen i dag
- Offentlig kritisk infrastruktur som trafikklys, sikkerhetskameraer, minibanker er avhengig av mobilt IoT-nettverk for daglig drift
Eksterne programvare- og sikkerhetsoppdateringer
A B
- UNB-nettverket kan støtte OTA avhengig av størrelsen på nettverket.
- Slik OTA kan imidlertid ta tid. Dette kan variere fra flere timer til flere uker – avhengig av størrelsen og avstanden til nettverket.
- Både UNB-gatewayen og UNB-enhetene må være kontinuerlig online for at en slik OTA-oppdatering skal fungere
Mobil IoT
- På grunn av tilgjengeligheten av god båndbredde og hastighet, kan kontrollere basert på mobilnettverk (spredt over byen eller byen) oppdateres helt automatisk i løpet av få minutter
Installasjonens kompleksitet
A B
- UNB nettverksbaserte gatelys trenger flere gatewayer
- Dette krever en detaljert nettverksdesign (for eksempel hvor mange gatewayer som trengs, hvor de skal installeres, er det linje på stedet osv.). Dette krever også spesifikk kunnskap og kompetanse hos installasjonsteamet
- Intervensjonsprosess, i tilfelle en Gateway-feil, må også være godt dokumentert/planlagt
Tilkoblingskostnader
A B
- I likhet med LoRA, markedsføres UNB-nettverk ofte som et "gratis" nettverk. Imidlertid er dette dessverre ikke sant
- Dersom kommunen installerer UNB-nett i byen, er den personlig ansvarlig for å administrere, overvåke og vedlikeholde nettet. Personell og ressurser må rekrutteres og trenes for å administrere gatewayene
Mobil IoT
- Kostnadene for mobil M2M / IoT-tilkobling var en av de største barrierene for å ta i bruk smart gatebelysning. Imidlertid har denne kostnaden gått betydelig ned de siste fem årene.
- I dag tilbyr flere MVNO-er og lokale teleoperatører tilkobling for US $15 til $20 i 10 år per kontrollerenhet. Det er med andre ord ingen månedlige abonnementsavgifter som skal betales.
- Dette er en utmerket ny utvikling i bransjen. Derfor øker antall smart by-applikasjoner, Herunder smarte gatelysprosjekter, har begynt å bruke mobilt IoT-nettverk.
konklusjonen
Begge Mobil IoT og A B har sine egne fordeler når de vurderer applikasjonen for smart gatebelysning.
UNB fordeler og ulemper for smarte gatelys
UNB kommunikasjonsnettverk bruker ulisensiert og uregulert frekvensspektrum (863 – 870 MHz / 910 – 923.5 MHz). Det er gratis å bruke. Det gir bredere dekning. Hver gateway kan støtte fra 100 – 3000 enheter. Og derfor brukes 868 MHz/910 MHz frekvens av mange lavkostutstyrsprodusenter fra barneleker til droner.
UNB-gatewayer betraktes imidlertid som et enkelt feilpunkt. Dessuten anses den begrensede båndbredden og sikkerhetssårbarheten som en stor ulempe for bruk i offentlige kritiske infrastrukturapplikasjoner. Derfor eksisterer ikke bruk av UNB-nettverk i offentlig infrastruktur som trafikklys, CCTV og minibank. Byer kan vurdere å bruke UNB-nettverk for smart gatebelysningsapplikasjon på grunn av dets lave kostnader, men sikkerhetsaspekter bør undersøkes fullstendig og dokumenteres.
Mobil IoT fordeler og ulemper for smarte gatelys
Mobil IoT nettverk brukes av milliarder av enheter i dag. Administrert av global standardisering og sikkerhetsallianser, Cellular IoT tilbyr en av de høyeste kjente sikkerhet standard tilgjengelig i dag. Mobiltilkobling brukes av forbrukere (smartklokker, mobiltelefoner), profesjonelle (smarte målere, industrimaskiner) samt offentlig kritisk infrastruktur (energinett, trafikklys, vannpumper, minibanker, CCTV) applikasjoner.
Tidligere var en av nøkkelbarrierene ved bruk av Cellular IoT eierkostnadene, fordi det krever ett sim-kort / esim per kontroller. Imidlertid har denne kostnaden gått betydelig ned i løpet av de siste 5 – 8 årene. I dag tilbyr flere MVNO-er og lokale teleoperatører mobil IoT-tilkobling til US $15 – $20 med en altomfattende dekning i 10 år. Det betyr, USD 1.5 – USD 2 for all-inclusive tilkobling i ett år. Videre trenger ikke kommunen å bekymre seg for nettverksplanlegging eller vedlikehold av lokale Gateways over flere år.
Derfor observerte vi at et økende antall byer og byer over hele verden tar i bruk Mobil IoT for sine smarte gatelysprosjekter. Forskning viser at dette trend vil fortsette.
Spørsmål?
Smarte gatelys helt klart tilby mange fordeler. Det har blitt en de facto standard i mange nye LED-gatelysinstallasjoner over hele verden. Vi håper at denne artikkelen ga deg teknisk og kommersiell innsikt når du velger mellom UNB og Cellular IoT for smart gatebelysning og smarte byer.
Har du spørsmål eller tilbakemeldinger? Vil du lære mer? Ta gjerne kontakt med oss på info@tvilight.com.