การเปรียบเทียบระหว่างเครือข่ายเซลลูลาร์และ LoRaWAN
สำหรับแอพพลิเคชัน Smart Street Lighting
เมื่อพูดถึง a โครงการไฟถนนอัจฉริยะใหม่หนึ่งในคำถามสำคัญคือการตัดสินใจว่าจะใช้เครือข่าย Cellular หรือ LoRaWAN สำหรับแอปพลิเคชัน
บทความนี้นำเสนอการเปรียบเทียบทางเทคนิคโดยละเอียดและผลกระทบเชิงพาณิชย์ระหว่างตัวเลือกเครือข่ายการสื่อสาร Cellular IoT และ LoRaWAN โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยเหลือเทศบาลและองค์กรในเมืองในการเลือกเครือข่ายการสื่อสารที่เหมาะสมสำหรับโครงการไฟถนนอัจฉริยะที่กำลังจะมีขึ้น
ไฟถนนอัจฉริยะที่ใช้เซลลูลาร์ทำงานอย่างไร
A ตัวควบคุมไฟถนนอัจฉริยะ ขึ้นอยู่กับ Cellular IoT เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตผ่านท้องถิ่น เครือข่ายโทรคมนาคม. ที่นี่ คอนโทรลเลอร์ใช้สัญญาณ 2G/ 3G/ 4G/ 5G (เรียกในทางเทคนิคว่า LTE CAT 1, LTE CAT M1, NB-IoT, GSM, EGPRS และ/หรือ EDGE) ซึ่งคล้ายกับวิธีที่โทรศัพท์มือถือทั่วไป ตู้เอทีเอ็ม สัญญาณไฟจราจร หรือสมาร์ทมิเตอร์เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต ไม่จำเป็นต้องมีเกตเวย์ท้องถิ่น
ไฟถนนอัจฉริยะที่ใช้ LoRaWAN ทำงานอย่างไร
หล่อราวัน ย่อมาจาก Long-Range Wide Area Network มันถูกสร้างขึ้นบน LoRa – เทคนิคการสื่อสารทางวิทยุที่เป็นกรรมสิทธิ์ ตัวควบคุมไฟถนนที่ใช้ LoRa ใช้ความถี่วิทยุที่ไม่มีใบอนุญาตเพื่อสื่อสารกับ LoRaWAN Gateway ส่วนกลาง โดยปกติจะเป็นเครือข่ายแบบดาว เกตเวย์ LoRa ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ LoRa กับอินเทอร์เน็ต
เซลลูลาร์กับ LoRaWAN
การเปรียบเทียบทางเทคนิคและเชิงพาณิชย์โดยละเอียด
ประเภทเครือข่าย
หล่อราวัน
- เครือข่าย LoRaWAN สามารถแลกเปลี่ยนแพ็คเกจข้อมูลจำนวนเล็กน้อยระหว่างเกตเวย์ LoRA และอุปกรณ์ในช่วงต่างๆ 5 10-กม..
- จำเป็นต้องมีแนวสายตาที่ชัดเจนระหว่างเกตเวย์และอุปกรณ์
- LoRa Gateways สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้มากกว่า 1000 เครื่อง อย่างไรก็ตาม LoRa Gateway มักจะทำหน้าที่เป็นจุดล้มเหลวเพียงจุดเดียว เครือข่ายทั้งหมดหยุดทำงานเมื่อเกตเวย์ล้มเหลว
IoT มือถือ
- เครือข่ายการสื่อสารเคลื่อนที่มักถูกเรียกว่าการสื่อสาร IoT (อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ) เมื่อใช้โดยอุปกรณ์อัจฉริยะ
- เครือข่าย Cellular IoT สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลปริมาณปานกลางถึงสูงมากตามเวลาจริงระหว่างเสาสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่และอุปกรณ์ต่างๆ
- ตัวเลือกรวมถึง: LTE CAT M1, NB-IoT, LTE CAT 1 (4G) หรือ GSM / EGPRS (2G/ 3G) อุปกรณ์เลือกเครือข่ายที่เหมาะสมที่สุดตามความพร้อมให้บริการจากผู้ให้บริการโทรคมนาคมในพื้นที่
แอปพลิเคชันการตลาด
หล่อราวัน
LoRA ได้รับการออกแบบมาสำหรับแบนด์วิธต่ำ ความหน่วงแฝงสูง
เหมาะสำหรับการใช้งานเช่น:
- การเชื่อมต่อวัตถุที่ไม่ต้องการข้อมูลบ่อยหรือการเชื่อมต่อแบบเรียลไทม์ และทำงานด้วยแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น การตรวจสอบว่าถังขยะเต็มหรือว่างเปล่า การรวบรวมข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมในพื้นที่ห่างไกล และการตรวจสอบเซ็นเซอร์ทางการเกษตร
- การอ่านมาตรวัดอัจฉริยะจากระยะไกล (ไฟฟ้า แก๊ส น้ำ)
- ปัจจุบันอุปกรณ์หลายล้านเครื่องใช้ LoRaWAN โดยเฉพาะแอปพลิเคชันสำหรับผู้บริโภคและมืออาชีพ อย่างไรก็ตาม อัตราการนำ LoRa ไปใช้ในโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสาธารณะ (เช่น สัญญาณไฟจราจร ปั๊มน้ำ ตู้เอทีเอ็ม ฯลฯ) นั้นต่ำ
IoT มือถือ
- Cellular IoT ให้แบนด์วิธปานกลาง/สูงมาก เวลาแฝงต่ำ (การสื่อสารแบบสองทางที่รวดเร็ว)
- โทโพโลยีเครือข่ายนี้สามารถรองรับแอปพลิเคชันตลาดประเภท LoRA/ UNB ได้ทั้งหมด เช่นเดียวกับแอปพลิเคชันที่ต้องการการสื่อสารแบบเรียลไทม์ เช่น ATM, สัญญาณไฟจราจร, กล้องรักษาความปลอดภัย, ระบบที่จอดรถสาธารณะ, ไฟอัจฉริยะ และอื่นๆ เมืองสมาร์ท การใช้งาน
- หลาย billion อุปกรณ์ทำงานบนเครือข่ายเซลลูล่าร์ในปัจจุบัน
- โทรศัพท์มือถือทุกเครื่องในโลกใช้ Cellular IoT
สเปกตรัมที่ไม่มีใบอนุญาตหรือใบอนุญาต
หล่อราวัน
- LoRA ทำงานบนคลื่นความถี่ที่ไม่มีใบอนุญาต – โซลูชันที่เป็นกรรมสิทธิ์ (โดยพื้นฐานแล้วใคร ๆ ก็สามารถติดตั้งเกตเวย์ LoRA ได้)
- สเปกตรัม LoRA (ย่านความถี่ ISM 433 หรือ 868 MHz, 2.4 GHz) ถูกใช้โดยบริการอื่น ๆ ที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครือข่าย และเสี่ยงต่อการติดขัด*
- โอกาสที่จะมีสัญญาณรบกวนในเครือข่าย (การรบกวนในวิทยุสื่อสารเนื่องจากแอพพลิเคชั่นหลายตัวที่ใช้คลื่นความถี่) นั้นสูงกว่ามาก
- ไม่มีการรับประกันว่าคลื่นความถี่ที่ไม่มีใบอนุญาตนี้จะใช้งานได้หลังปี 2028
IoT มือถือ
- ผู้ให้บริการโทรคมนาคมในท้องถิ่นซื้อคลื่นความถี่ที่ได้รับใบอนุญาตเพื่อใช้งานเครือข่ายเซลลูล่าร์ในท้องถิ่น (ใบอนุญาตได้รับการจัดการโดย 3GPP พันธมิตรระดับโลกและได้รับอนุญาตจากรัฐบาลแห่งชาติ)
- การเชื่อมต่อทั้งหมดได้รับการตรวจสอบ ยืนยัน และอนุญาตให้เข้าร่วมเครือข่ายเท่านั้น
- ผู้ให้บริการโทรคมนาคมในพื้นที่จัดการเครือข่ายอย่างแข็งขันบ่อยครั้งด้วยความพร้อมให้บริการตลอด 24 x 7 จึงรักษาความน่าเชื่อถือสูง
คุณภาพของบริการและ SLA
หล่อราวัน
- ไม่มีวิธีการที่กำหนดไว้สำหรับเครือข่าย LoRA
- เกตเวย์และเครือข่าย LoRA สามารถจัดการได้โดยประชาชนในท้องถิ่น ผู้ให้บริการโทรคมนาคม บริษัทเอกชน หรือแม้แต่เทศบาล
- ในกรณีที่เทศบาลต้องการจัดการเครือข่าย LoRA ของตนเอง องค์กรด้านไอทีจำเป็นต้องดูแล SLA และความพร้อมใช้งานของเครือข่าย (รวมถึงการบำรุงรักษา การสำรองข้อมูลในกรณีฉุกเฉิน บุคลากรที่ได้รับการฝึกอบรมเพื่อการฟื้นฟู ฯลฯ)
IoT มือถือ
- ผู้ให้บริการโทรคมนาคมในพื้นที่รับประกันการจัดสรรทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับการจัดการคุณภาพบริการ (QoS) เวลาทำงานมักจะสูงถึง 99,99%
- ผู้ให้บริการโทรคมนาคมในพื้นที่เสนอข้อตกลงระดับบริการ (SLA) ที่แตกต่างกัน รวมถึงการรับประกันความพร้อมใช้งานสำหรับโทโพโลยีเครือข่ายต่างๆ
- NB-IoT และ LTE-CATM1 ใช้คลื่นความถี่ที่ได้รับอนุญาต 3G, 4G และ 5G ของผู้ให้บริการโทรคมนาคม ดังนั้น SLA และการรับประกันความพร้อมใช้งานทั้งหมดจึงใช้ได้กับโทโพโลยีเครือข่ายนี้
- กล่าวคือ เทศบาลไม่ต้องกังวลเรื่องการจัดการเครือข่าย (เหมือนเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่)
Standard
หล่อราวัน
- แม้ว่า LoRA จะถูกนำไปใช้โดยบริษัทเอกชนหลายแห่ง ผู้รวมระบบ และผู้บริโภค แต่ผู้ให้บริการโทรคมนาคมรายใหญ่ก็ไม่ได้นำ LoRA มาใช้ นี่คือหนึ่งในอุปสรรคสำคัญ
Security
หล่อราวัน
- เครือข่าย LoRA มีการรักษาความปลอดภัยความถี่วิทยุ ISM มาตรฐาน มักเป็นที่ถกเถียงกันว่าไม่เพียงพอสำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสาธารณะ
IoT มือถือ
- ความปลอดภัยเครือข่ายที่แข็งแกร่งตามมาตรฐานสากล 3GPP
- ยังคงเป็นมาตรฐานระดับโลกที่มีระดับความปลอดภัยสูงสุด (พร้อมการอัปเดตอย่างต่อเนื่อง) ในปัจจุบันในอุตสาหกรรม
- โครงสร้างพื้นฐานสาธารณะที่สำคัญ เช่น สัญญาณไฟจราจร กล้องรักษาความปลอดภัย ตู้เอทีเอ็ม ต้องอาศัยเครือข่าย IoT เซลลูลาร์สำหรับการดำเนินงานในแต่ละวัน
การอัปเดตซอฟต์แวร์ระยะไกลและความปลอดภัย
หล่อราวัน
- เนื่องจากเครือข่าย LoRA มีแบนด์วิธต่ำ (มาก) จึงมักใช้เวลานานมาก (อาจใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการอัปเดต OTA) หรืออาจทำไม่ได้ด้วยซ้ำ (หากจำนวนอุปกรณ์ LoRA ต่อเกตเวย์มีมากกว่า)
- น่าเสียดายที่การขาดการอัปเดต OTA อย่างรวดเร็วถือเป็นหนึ่งในความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุดที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ใช้ LoRA ในกรณีที่มีการละเมิดความปลอดภัย การพึ่งพานี้สามารถสร้างความเสี่ยงที่ไม่คาดคิดได้
IoT มือถือ
- เนื่องจากความพร้อมใช้งานของแบนด์วิธและความเร็วที่ดี คอนโทรลเลอร์ที่ใช้เครือข่ายเซลลูลาร์ (กระจายอยู่ทั่วเมืองหรือนอกเมือง) จึงสามารถอัปเดตได้อย่างสมบูรณ์โดยอัตโนมัติในเวลาไม่กี่นาที
ความซับซ้อนของการติดตั้ง
หล่อราวัน
- ไฟถนนที่ใช้เครือข่าย LoRA ต้องการหลายเกตเวย์
- สิ่งนี้ต้องการการออกแบบเครือข่ายโดยละเอียด (เช่น จำนวนเกตเวย์ที่ต้องการ ติดตั้งที่ใด มีสายของไซต์ ฯลฯ) ซึ่งต้องอาศัยความรู้และความชำนาญเฉพาะของทีมติดตั้งด้วย
- กระบวนการแทรกแซงในกรณีที่เกตเวย์ล้มเหลว ยังต้องมีการจัดทำเอกสาร/วางแผนอย่างดี
IoT มือถือ
- เครือข่ายมือถือเสนอการติดตั้งเกตเวย์จริงฟรี
- ตัวควบคุม (เช่น NEMA or จ่ากา คอนโทรลเลอร์) สามารถ 'คลิก' ได้ ด้านบนของโคมไฟและจะเชื่อมต่อกับ Central Light Management System (LMS) โดยอัตโนมัติผ่านเครือข่ายการสื่อสารเซลลูลาร์ในท้องถิ่น
ต้นทุนการเชื่อมต่อ
หล่อราวัน
- เครือข่าย LoRA มักวางตลาดเป็นเครือข่าย "ฟรี" อย่างไรก็ตาม น่าเสียดายที่สิ่งนี้ไม่เป็นความจริง
- หากเทศบาลติดตั้งเครือข่าย LoRA ในเมือง ก็มีหน้าที่รับผิดชอบในการจัดการ ตรวจสอบ และบำรุงรักษาเครือข่าย ต้องมีการสรรหาบุคลากรและทรัพยากรและฝึกอบรมเพื่อจัดการเกตเวย์
- แม้ว่าผู้รวมระบบในพื้นที่หรือผู้ให้บริการโทรคมนาคมมีการเชื่อมต่อ LoRA พวกเขาจะเรียกเก็บเงินสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่าย ซึ่งมักเป็นต้นทุนที่ซ่อนอยู่และต้องชี้แจงให้ชัดเจน
IoT มือถือ
- ค่าใช้จ่ายสำหรับการเชื่อมต่อ M2M / IoT ของเซลลูลาร์เป็นหนึ่งในอุปสรรคสำคัญต่อการนำแอพพลิเคชั่นไฟถนนอัจฉริยะมาใช้ อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายนี้ลดลงอย่างมากในช่วงห้าปีที่ผ่านมา
- ปัจจุบัน MVNO และผู้ให้บริการโทรคมนาคมในท้องถิ่นหลายรายเสนอการเชื่อมต่อที่ราคา 15 ถึง 20 ดอลลาร์สหรัฐฯ เป็นเวลา 10 ปีต่ออุปกรณ์ควบคุมหนึ่งเครื่อง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือไม่มีค่าธรรมเนียมการสมัครสมาชิกรายเดือนที่ต้องชำระ
- นี่เป็นการพัฒนาใหม่ที่ยอดเยี่ยมในอุตสาหกรรม ดังนั้นการเพิ่มจำนวนของ แอปพลิเคชั่นเมืองอัจฉริยะรวมทั้ง โครงการไฟถนนอัจฉริยะได้เริ่มใช้เครือข่าย IoT เซลลูลาร์
สรุป
ทั้งสอง IoT เซลลูลาร์และ LoRaWAN มีบุญของตนเมื่อพิจารณาถึง ไฟถนนอัจฉริยะ แอพลิเคชัน
ข้อดีและข้อเสียของ LoRaWAN สำหรับไฟถนนอัจฉริยะ
หล่อราวัน เหมาะสำหรับการใช้งานของผู้บริโภคและมืออาชีพที่ต้องการการสื่อสารระยะไกล และในกรณีที่อุปกรณ์ทำงานโดยใช้แบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังเหมาะในกรณีที่ความล่าช้าในการสื่อสาร (เวลาแฝงสูง) และด้านความปลอดภัยมีความสำคัญน้อยกว่า
อย่างไรก็ตาม อัตราการใช้ LoRaWAN สำหรับโครงสร้างพื้นฐานสาธารณะที่สำคัญ (เช่น สัญญาณไฟจราจร ปั๊มน้ำ กล้องวงจรปิด ตู้เอทีเอ็ม ฯลฯ) นั้นต่ำในประเทศส่วนใหญ่ ส่วนใหญ่ขับเคลื่อนโดย:
– ความรับผิดชอบและค่าใช้จ่ายในการเป็นเจ้าของ (และการบำรุงรักษา) เครือข่าย LoRaWAN และ LoRa Gateways เป็นเวลาหลายปี
- ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เกี่ยวข้องกับการทำงานบนแบนด์วิธที่ไม่มีใบอนุญาต ตลอดจนข้อจำกัดของ อัพเดตซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์. สิ่งนี้อาจมีผลร้ายแรงในกรณีของก การละเมิดเครือข่าย.
ไฟถนนอยู่ภายใต้โครงสร้างพื้นฐานสาธารณะที่สำคัญ พวกเขาจำเป็นต้องทำงานที่เชื่อถือได้เพื่อรักษาความปลอดภัยสาธารณะ ในช่วง 5 ถึง 10 ปีที่ผ่านมา เทศบาลหลายแห่งพยายามใช้ LoRaWAN สำหรับแอปพลิเคชันไฟถนนอัจฉริยะ ซึ่งรวมถึงเทศบาลบางแห่งในยุโรป อย่างไรก็ตาม เทศบาลเหล่านี้หลายแห่งในยุโรปได้ปิดโครงการไฟถนนอัจฉริยะที่ใช้ LoRaWAN หรือเปลี่ยนไปใช้ตัวเลือกเครือข่ายที่เชื่อถือได้ สาเหตุหลักมาจากปัญหาทางเทคนิคและความปลอดภัย
ข้อดีและข้อเสียของ IoT เซลลูลาร์สำหรับไฟถนนอัจฉริยะ
IoT มือถือ ปัจจุบันอุปกรณ์หลายพันล้านเครื่องใช้เครือข่าย จัดการโดยทั่วโลก มาตรฐาน และพันธมิตรด้านความปลอดภัย Cellular IoT นำเสนอหนึ่งในสิ่งที่เป็นที่รู้จักมากที่สุด ความปลอดภัย มาตรฐานได้แล้ววันนี้ ผู้บริโภคใช้การเชื่อมต่อเซลลูลาร์ (นาฬิกาอัจฉริยะ โทรศัพท์มือถือ) มืออาชีพ (เครื่องวัดอัจฉริยะ เครื่องจักรอุตสาหกรรม) เช่นเดียวกับ โครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสาธารณะ (โครงข่ายไฟฟ้า สัญญาณไฟจราจร ปั๊มน้ำ ตู้เอทีเอ็ม กล้องวงจรปิด)
ในอดีต อุปสรรคสำคัญประการหนึ่งของการใช้ Cellular IoT คือต้นทุนการเป็นเจ้าของ เนื่องจากต้องใช้ซิมการ์ดหนึ่งใบ / esim ต่อคอนโทรลเลอร์หนึ่งตัว อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายนี้ลดลงอย่างมากในช่วง 5-8 ปีที่ผ่านมา วันนี้ MVNO และผู้ให้บริการโทรคมนาคมในท้องถิ่นหลายรายเสนอการเชื่อมต่อ Cellular IoT ในราคา US $15 – $20 พร้อมความคุ้มครองแบบรวมทุกอย่างเป็นเวลา 10 ปี นั่นหมายความว่า US $1.5 – $2 สำหรับการเชื่อมต่อแบบรวมทุกอย่างเป็นเวลาหนึ่งปี นอกจากนี้ เทศบาลไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการวางแผนเครือข่ายหรือการบำรุงรักษาเกตเวย์ในพื้นที่เป็นเวลาหลายปี
ดังนั้นเราจึงสังเกตเห็นว่าเมืองและเมืองต่างๆ ทั่วโลกมีการใช้งานเพิ่มมากขึ้น IoT มือถือ สำหรับพวกเขา โครงการไฟถนนอัจฉริยะ. การวิจัยศึกษา แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ แนวโน้ม จะดำเนินการต่อ
คำถาม?
ไฟถนนอัจฉริยะ มากมายอย่างชัดเจน ข้อได้เปรียบ. ได้กลายเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัยในการติดตั้งไฟถนน LED ใหม่หลายแห่งทั่วโลก เราหวังว่าบทความนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกทางเทคนิคและเชิงพาณิชย์แก่คุณเมื่อเลือกระหว่าง LoRaWAN และ Cellular IoT สำหรับแอปพลิเคชันไฟถนนอัจฉริยะและเมืองอัจฉริยะ
คุณมีคำถามหรือข้อเสนอแนะหรือไม่? คุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมหรือไม่? โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราได้ที่ info@tvilight.com.