Inteligentne oświetlenie uliczne — sieć komórkowa a LoRaWAN

LoRaWAN

• Sieć LoRaWAN może wymieniać niewielkie ilości pakietów danych między bramkami LoRA i urządzeniami w zakresie 5-10 km.
• Konieczna jest wyraźna linia wzroku między bramkami a urządzeniami.
• Bramy LoRa mogą łączyć ponad 1000 urządzeń. Jednak bramki LoRa często działają jako pojedynczy punkt awarii. Cała sieć przestaje działać, gdy bramka zawiedzie.

Komórkowy Internet Rzeczy

• Sieć komunikacji komórkowej jest często określana jako komunikacja IoT (internet rzeczy), gdy jest używana przez inteligentne urządzenia.
• Komórkowa sieć IoT może wymieniać średnie lub bardzo duże ilości danych w czasie rzeczywistym między lokalnymi wieżami telefonii komórkowej a urządzeniami.
• Opcje obejmują: LTE KAT M1, NB-IoT, LTE CAT 1 (4G) lub GSM / EGPRS (2G/3G). Urządzenie wybiera najbardziej odpowiednią sieć na podstawie dostępności u lokalnych operatorów telekomunikacyjnych.

LoRaWAN

LoRA została zaprojektowana z myślą o niskiej przepustowości i dużych opóźnieniach.
Nadaje się do zastosowań takich jak:

• Łączenie obiektów, które nie wymagają częstych danych ani łączności w czasie rzeczywistym. I działa na baterii. Na przykład sprawdzanie, czy pojemniki na odpady/śmieci są pełne czy puste, gromadzenie danych środowiskowych w odległych regionach i monitorowanie czujników rolniczych.
• Zdalny odczyt inteligentnych liczników (elektryczność, gaz, woda)
• Obecnie z LoRaWAN korzysta kilka milionów urządzeń, zwłaszcza w aplikacjach konsumenckich i profesjonalnych. Jednak wskaźnik adopcji LoRa w publicznej infrastrukturze krytycznej (takiej jak sygnalizacja świetlna, pompy wodne, bankomaty itp.) jest niski.

Komórkowy Internet Rzeczy

• Komórkowy IoT oferuje średnią/bardzo dużą przepustowość, małe opóźnienia (szybka komunikacja dwukierunkowa)
• Ta topologia sieci może obsługiwać wszystkie aplikacje rynkowe typu LoRA/UNB, a także aplikacje wymagające komunikacji w czasie rzeczywistym, takie jak bankomaty, sygnalizacja świetlna, kamery bezpieczeństwa, systemy parkingów publicznych, inteligentne oświetlenie i inne Inteligentne miasta aplikacji.
• Kilka miliard urządzeń działa obecnie w sieci komórkowej.
• Wszystkie telefony komórkowe na świecie korzystają z Cellular IoT.

LoRaWAN

• LoRA działa na nielicencjonowanym spektrum – rozwiązanie autorskie (w zasadzie każdy może zainstalować bramkę LoRA)
• Widmo LoRA (pasmo ISM 433 lub 868 MHz, 2.4 GHz) jest wykorzystywane przez kilka innych usług, które mogą wpływać na wydajność sieci i jest podatne na zakłócenia*
• Prawdopodobieństwo wystąpienia zakłóceń w sieci (zakłócenia w łączności radiowej z powodu wielu aplikacji korzystających z widma) jest znacznie większe
• Nie ma gwarancji, że to nielicencjonowane widmo będzie dostępne po 2028 roku

Komórkowy Internet Rzeczy

• Lokalni operatorzy telekomunikacyjni kupują licencjonowane widmo do obsługi lokalnych sieci komórkowych (licencje są zarządzane przez 3GPP globalny sojusz i przyznany przez rząd krajowy)
• Wszystkie połączenia są sprawdzane, weryfikowane i dopiero wtedy dopuszczane do sieci
• Lokalni Operatorzy Telekomunikacyjni aktywnie zarządzają sieciami często z dostępnością usług 24 x 7, utrzymując w ten sposób wysoką niezawodność

LoRaWAN

• Nie ma ustalonej metody dla sieci LoRA
• Bramkami i siecią LoRA mogą zarządzać lokalni mieszkańcy, operator telekomunikacyjny, prywatna firma, a nawet gminy
• W przypadku, gdy gmina chce zarządzać własną siecią LoRA, jej dział IT musi zadbać o SLA i dostępność sieci (w tym konserwację, awaryjne kopie zapasowe, przeszkolony personel do odbudowy itp.)

Komórkowy Internet Rzeczy

• Lokalny operator telekomunikacyjny zapewnia gwarantowaną alokację zasobów potrzebnych do zarządzania jakością usług (QoS), czas pracy często sięga nawet 99,99%
• Lokalni operatorzy telekomunikacyjni oferują różne umowy dotyczące poziomu usług (SLA), w tym gwarancje dostępności dla różnych topologii sieci
• NB-IoT i LTE-CATM1 wykorzystują licencjonowane widmo 3G, 4G i 5G Operatorów Telekomunikacyjnych, dlatego wszystkie umowy SLA i gwarancje dostępności mają zastosowanie do tej topologii sieci
• Innymi słowy, gmina nie musi martwić się o zarządzanie siecią (tak samo jak sieć dla telefonów komórkowych)

LoRaWAN

• Chociaż LoRA została przyjęta przez kilka prywatnych firm, integratorów systemów i konsumentów, nie została przyjęta przez dużych operatorów telekomunikacyjnych. To jedna z głównych barier

Komórkowy Internet Rzeczy

• Wszyscy duzi / międzynarodowi Operatorzy Telekomunikacyjni zdecydowali się na wdrożenie LTE kat M1/NB-IoT na dużą skalę. Wdrożenie zostało zakończone w wielu krajach na całym świecie.
• LTE KAT 1 i GSM/ EGPRS to standardowe sieci komunikacyjne telefonów komórkowych, dostępne na całym świecie

LoRaWAN

• Sieć LoRA oferuje standardowe zabezpieczenia częstotliwości radiowej ISM. Często uważa się, że jest niewystarczający dla publicznej infrastruktury krytycznej

Komórkowy Internet Rzeczy

• Silne bezpieczeństwo sieci oparte na światowych standardach 3GPP
• Pozostaje światowym standardem o najwyższym poziomie bezpieczeństwa (z ciągłymi aktualizacjami) w branży
• Publiczna infrastruktura krytyczna, taka jak sygnalizacja świetlna, kamery bezpieczeństwa, bankomaty, jest zależna od komórkowej sieci IoT do codziennego działania

LoRaWAN

• Ze względu na (bardzo) niską przepustowość sieci LoRA jest to często bardzo czasochłonne (aktualizacja OTA może zająć tygodnie) lub nawet niemożliwe (jeśli liczba urządzeń LoRA na bramkę jest większa)
• Brak szybkiej aktualizacji OTA jest niestety uważany za jedno z największych zagrożeń związanych z urządzeniami opartymi na LoRA. W przypadku jakiegokolwiek naruszenia bezpieczeństwa ta zależność może spowodować nieoczekiwane ryzyko

Komórkowy Internet Rzeczy

• Dzięki dostępności dobrej przepustowości i szybkości, kontrolery działające w oparciu o sieć komórkową (rozsianą po całym mieście) mogą być aktualizowane w pełni automatycznie w ciągu kilku minut

LoRaWAN

• Latarnie uliczne oparte na sieci LoRA wymagają wielu bramek
• Wymaga to szczegółowego projektu sieci (na przykład, ile potrzebnych bramek, gdzie je zainstalować, czy istnieje linia lokalizacji itp.). Wymaga to również szczególnej wiedzy i doświadczenia zespołu instalacyjnego
• Proces interwencji w przypadku awarii bramki również musi być dobrze udokumentowany/zaplanowany

Komórkowy Internet Rzeczy

• Sieć komórkowa oferuje fizyczną darmową instalację Gateway
• Kontrolery (np NIE MÓJ or zhaga kontroler) można „kliknąć”. górna część oprawyi automatycznie połączą się z systemem centralnego zarządzania oświetleniem (LMS) za pośrednictwem lokalnej sieci komórkowej

LoRaWAN

• Sieć LoRA jest często reklamowana jako sieć „darmowa”. Jednak niestety nie jest to prawdą
• Jeśli gmina instaluje sieć LoRA w mieście, jest osobiście odpowiedzialna za zarządzanie, monitorowanie i konserwację sieci. Personel i zasoby muszą być rekrutowane i szkolone do zarządzania bramami
• Jeśli lokalny integrator systemów lub operator telekomunikacyjny oferuje łączność LoRA, pobierze opłatę za łączność sieciową. Jest to często ukryty koszt i musi być wyraźnie wyjaśniony

Komórkowy Internet Rzeczy

• Koszty komórkowej łączności M2M/IoT były jedną z głównych barier w przyjęciu inteligentnego oświetlenia ulicznego. Koszt ten jednak znacznie spadł w ciągu ostatnich pięciu lat.
• Obecnie kilku operatorów MVNO i lokalnych operatorów telekomunikacyjnych oferuje łączność w cenie od 15 do 20 USD przez 10 lat za urządzenie sterujące. Innymi słowy, nie trzeba płacić miesięcznych opłat abonamentowych.
• To doskonała nowość w branży. Dlatego rosnąca liczba aplikacje inteligentnego miasta, w tym projekty inteligentnego oświetlenia ulicznego, zaczęli korzystać z komórkowej sieci IoT.