LoRaWAN временно заменит сети 5G для Интернета вещей

Сергей Селецкий из Intellias

Сети 5G произведут революцию в Интернете вещей (IoT). Но потребуется несколько лет, чтобы технология охватила большую часть планеты. Благодаря LoRaWAN вам не нужно ждать, - говорит Сергей Селецкий, руководитель практики Интернета вещей и старший архитектор решений в Intellias . .

По данным Gartner , в течение 2020 года будет использоваться около 5,8 миллиарда корпоративных и автомобильных конечных точек IoT, что на 21% больше, чем в 2019 году. Скоро телекоммуникационным сетям будет сложно справляться с нагрузкой.

Эксперты в области Интернета вещей возлагают надежды на 5G как на стандарт подключения Интернета вещей будущего, который заменит физические сети и обеспечит оперативность в реальном времени. Ключевое слово здесь - «будущее». Эрикссон прогнозирует, что к 2025 году технология 5G будет доступна только для двух третей населения мира.

Сейчас, когда вокруг 5G так много шумихи, люди часто пренебрегают альтернативой, которая существует уже пять лет:глобальными сетями малого радиуса действия (LoRaWAN). Во многих случаях LoRaWAN может заменить 5G, по крайней мере, до тех пор, пока 5G не станет доступным во всем мире.

Почему технология 5G находится в центре внимания и с какими проблемами она сталкивается

Технология 5G находится в центре внимания из-за ее беспрецедентной скорости и качества сигнала. Это позволит подключенным устройствам обмениваться данными на 50% быстрее и более крупными порциями, что обещает прорыв во всех отраслях.

Источник:Huawei Road to a Super-Connected World, доклад за декабрь 2019 г.

В здравоохранении 5G позволит использовать роботизированную хирургию, обеспечивая высококачественное потоковое видео и мгновенно реагирующие на запросы подключенные хирургические устройства. Экстренные службы будут использовать 5G для немедленного реагирования на ситуации. Городские камеры и дроны с камерами смогут идентифицировать чрезвычайную ситуацию и отправлять информацию о ней в диспетчерскую за считанные секунды.

В 5G также будет больше промышленных сотрудников, работающих из дома, чем во время пандемии. Они будут управлять своими устройствами удаленно в режиме реального времени с ПК, планшета или смартфона. Это может еще больше способствовать развитию нефтегазовой отрасли, объекты которой часто расположены в неблагоприятных условиях.

Наконец, для беспилотных автомобилей решающее значение имеют сети 5G. Это позволяет им подключаться к городской инфраструктуре и адаптироваться к условиям поездки в режиме реального времени. Эта технология раскроет возможности умных городов, где все взаимосвязано и управляется искусственным интеллектом.

Проблемы 5G

Чтобы построить сеть 5G на территории, вам необходимо построить определенную инфраструктуру с нуля. Хотя 5G предшествует 4G, для этого требуются другие антенны, новые фабричные сети и дополнительные вышки передатчиков.

Создание такой инфраструктуры - долгий и дорогостоящий процесс. По оценкам Европейской комиссии, внедрение 5G в каждый город Европы обойдется в 500 миллиардов евро.

Более того, потребители и производители пока не испытывают особого энтузиазма по поводу технологии 5G. Согласно недавнему опросу, проведенному GSMA только около 30% американцев и 11–23% европейцев заявили, что они получат телефон 5G, как только эта технология станет доступной.

Что из перечисленного будет «гораздо более важным» для выздоровления вашей компании?

Источник:Технологические приоритеты бизнеса в период после пандемии

В результате внедрение 5G остается медленным.

LoRaWAN как альтернатива 5G

LoRa / LoRaWAN может выполнять большинство тех же задач, что и 5G, только медленнее и дешевле. Вы вряд ли будете использовать LoRa для передачи видео и звука. Скорость LoRa колеблется от 0,3 до 27 кбит / с, что означает, что передача изображения займет несколько часов, а потоковая передача фильма - несколько десятилетий.

Однако LoRa отлично подходит для многих других целей.

Изначально технология была разработана для промышленных датчиков Интернета вещей, а не для потребительских устройств. Он используется для передачи коротких пакетов данных (около 240 байт) и не поддерживает сетевой IP-стек. Это делает LoRa подходящим для передачи данных о температуре, влажности, вибрации, освещении и других подобных данных.

LoRa и LoRaWAN обозначают протокол дальнего действия и глобальную сеть дальнего действия. Они основаны на LPWAN, технологии глобальных сетей с низким энергопотреблением.

В этом посте я не буду вдаваться в подробности того, как LoRa и LoRaWAN работают и связаны друг с другом. Вместо этого давайте посмотрим, что делает их жизнеспособной альтернативой технологии 5G.

Почему так важна LoRa

Устройства с питанием от LPWAN могут общаться друг с другом на больших расстояниях, даже если каждое из этих устройств находится в отдельном здании. Более того, их батареи служат дольше, чем батареи устройств, использующих 4G и 5G. Устройство на основе LoRa может проработать до десяти лет с одной батареей, тогда как устройство 5G проработает всего несколько часов.

Покрытие сети LoRaWAN

Источник:LoRaWANglobal по состоянию на декабрь 2018 г.

В отличие от сетей 5G, LPWAN не требует обширной инфраструктуры. Он работает на небольших и доступных устройствах, что делает его дешевле даже 4G. Датчики LoRa стоят от 0,2 доллара (0,16 евро) до 0,5 доллара (0,41 евро), тогда как цены на датчики 5G начинаются с 30 долларов (24,60 евро).

Будучи дешевле, LoRa имеет гораздо более широкий диапазон, чем 5G. Сравните, типичная базовая станция LoRa стоит около 40 долларов (32,80 евро) и может обрабатывать тысячи подключений на расстоянии 15 км. Базовая станция 5G будет стоить 60 000 долларов (49 199,10 евро), покрыть 2 км и обеспечить около 1000 подключений.

С 2015 года, когда был создан LoRaWAN, было разработано множество датчиков и устройств LoRaWAN. LoRa Alliance некоммерческая ассоциация компаний, использующих эту технологию, выросла до более чем 500 членов. Вот несколько примечательных цифр от Альянса:

• В 2019 году LoRaWAN был развернут более чем в 100 странах, что на 60% больше, чем в 2018 году.
• Около 80 миллионов устройств по всему миру подключены к LoRaWAN.
• Около 75% приложений Интернета вещей используют LPWAN. Для сравнения, только 25% приложений Интернета вещей требуют высокой пропускной способности и малой задержки сигнала, обеспечиваемой такими сотовыми технологиями, как 5G.

Несотовые LPWA-подключения по типу интеллектуального счетчика

Источник: ABI Research .

Как используется LoRa

С LoRa IoT можно применять во многих областях. Сюда может входить управление торговыми автоматами, гостиничной инфраструктурой, сельскохозяйственным оборудованием, больницами и даже умными городами.

В 2016 году Samsung , Semtech и SK Telecom объединили усилия для создания первого в мире общенационального LoRaWAN в Корее. Сегодня Сеул планирует модернизировать свою локальную инфраструктуру Интернета вещей на основе LoRa.

Интеллектуальная сеть Сеула, также известная как S-Net к 2022 году у них будет до 1000 шлюзов LoRaWAN. Они позволят использовать умные парковки, уличные фонари, по которым можно будет вызывать полицию в случае возникновения чрезвычайной ситуации, систему мониторинга людей с деменцией и многое другое.

Будущее LoRa

В 2019 году британский спутниковый провайдер Интернета вещей Lacuna Space намеревался покрыть земной шар с помощью LoRaWAN. В июле 2020 года технический директор компании заявил, что Lacuna Space «получает сообщения LoRaWAN с парусной лодки, которая находится буквально посреди Атлантического океана».

Глобальная сеть LoRa вдохновит разработчиков на создание большего количества приложений на базе LoRa, что поможет обеспечить будущее технологии.

Итак, если вы занимаетесь IoT-бизнесом, я предлагаю использовать LoRa / LoRaWAN, пока технология 5G не станет более распространенной. И даже когда это произойдет, я подозреваю, что LoRa по-прежнему может быть предпочтительной телекоммуникационной технологией для многих предприятий.

Как насчет NB-IoT?

Некоторые устройства, использующие LoRa, также подключены к узкополосным сетям IoT (NB-IoT). NB-IoT - это стандарт LPWAN, разработанный теми же органами, которые разработали протоколы для 4G и 5G.

Другими словами, это сотовая технология, которая:

• дополняет LoRaWAN
• используется устройствами, подключенными к сети 4G.
• будет продолжать использоваться в течение некоторого времени после того, как 5G станет широко доступным.

Как сотовая технология, она также может похвастаться более высокой пропускной способностью, чем LoRa.

NB-IoT не требует создания определенной инфраструктуры:для этого требуется только программное обеспечение. Благодаря этому сеть такого типа можно легко масштабировать, чтобы охватить миллионы устройств. Однако количество таких устройств остается намного меньше, чем количество устройств LoRa.

Что касается слабых мест, основная проблема заключается в том, что NB-IoT потребляет много энергии, поэтому батареи устройства разряжаются очень быстро.

Безопасность NB-IoT также требовательна. В то время как LoRaWAN использует сквозное шифрование, которое является современным стандартным механизмом безопасности, NB-IoT полагается на пошаговое шифрование, которое постепенно устаревает.

Вот почему я считаю, что LoRa - лучшая временная замена 5G, чем NB-IoT.

Заключение

Прочитав эту статью, вы должны лучше понимать основные телекоммуникационные технологии ближайшего будущего:5G и LoRa.

У вас может сложиться впечатление, что на рынке будет существовать конкуренция между двумя технологиями, и что LoRa проиграет и станет историей. Да, они могут конкурировать в определенных сегментах, что хорошо для отрасли, поскольку это поможет ей продвигаться. Но я не верю, что 5G вытеснит LoRa из игры. В конце концов, автомобили не заменили велосипеды и поезда.

Автор - Сергей Селецкий, руководитель практики Интернета вещей и старший архитектор решений в Intellias.

Об авторе

Сергей Селецкий - руководитель практики Интернета вещей и старший архитектор решений в Intellias. Сергей помогает компаниям использовать правильный стек технологий Интернета вещей для масштабирования бизнеса и обеспечения его соответствия требованиям завтрашнего дня. Стратег, обладающий обширными знаниями в области информационных технологий, предлагающий широкий спектр инновационных решений для различных сфер бизнеса.