За последние 10 лет технологии Интернета вещей (IoT) стали более экономически эффективными. Сами устройства становятся дешевле, энергоэффективнее, компактнее и всё более «умными», что позволяет им выполнять конкретные функции в архитектуре IoT и обеспечивать новые бизнес-результаты. Ожидается, что в течение следующих 20 лет к Интернету будет подключено до одного триллиона устройств. Чем больше количество подключенных устройств, тем больше у нас возможностей для поиска и внедрения улучшений в бизнес с помощью IoT.
Сейчас, когда необходимые технологии приближаются к зрелости, число функциональных реализаций IoT постепенно растет. На рынок начала нахлынуть волна сервисов и систем IoT, наводнив его широким разнообразием архитектур, наборов функций и приложений. Хотя при инвестировании в оборудование для IoT или в готовые решения IoT необходимо учитывать множество факторов, понимание протоколов, доступных для датчиков IoT, и того, как дальновидные руководители компаний могут сделать оптимальный выбор протоколов — как сегодня, так и в будущем — будет иметь решающее значение.
Как выбрать подходящий способ связи для «Интернета вещей» (IoT)
Способы связи в рамках «Интернета вещей» (IoT) служат связующим звеном между узлами системы IoT и имеют решающее значение для общей жизнеспособности данного внедрения. Они определяют объем, формат и сложность связи в решениях IoT, а также играют важную роль в определении стоимости и функциональных возможностей.
Поэтому очень важно выбрать подходящий способ связи в рамках «Интернета вещей» (IoT). Здесь следует учитывать два основных фактора:
1. Область применения: Какую зону покрытия должна обеспечивать связь и какой объем данных необходимо передавать в каждом сообщении? Способен ли оператор связи гарантировать удовлетворение ваших потребностей в подключении?
2. Потребление энергии: Требуется ли датчику питание от батареи для обеспечения работы в течение нескольких дней, месяцев или лет? Как часто необходимо передавать данные? Рассматривается ли возможность использования одноразовых устройств, или же возможен вариант со сменными или перезаряжаемыми батареями?
3. Стоимость: если спрос на внедрение решений IoT зависит от конкретных сценариев применения, это, как правило, указывает на то, какие способы связи следует рассматривать и каковы ожидаемые затраты.
Каждый способ связи имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения энергопотребления, дальности действия и стоимости.
Для обширных территорий, таких как фермы, университетские городки или города, где требуется передача небольших объемов данных, автономная сеть LPWAN (Low-Power Wide Area Network) является идеальным решением — LoRa WAN и SigFox — две самые популярные сети LPWAN. Что касается зоны покрытия и пересечения границ, то сотовые протоколы, такие как NB-IoT или Cat-M, могут показаться более практичными.
Оптимизация региональных сетей с использованием технологий LPWAN
При управлении крупными проектами, такими как строительные объекты, нефтеперерабатывающие заводы или любые другие аналогичные предприятия, где требуется отслеживание персонала, оборудования и опасных ситуаций на обширной территории, технология LPWAN зачастую является наиболее целесообразным решением для развертывания сети, охватывающей территорию, превышающую размеры одного небольшого здания. .
Если вы выберете LPWAN, например LoRaWAN, вместо подключения к сотовой сети IoT, то, скорее всего, ваши расходы будут такими же или даже меньше, а количество элементов в вашей инфраструктуре будет больше. Хотя соотношение затрат и выгод будет зависеть от вашей бизнес-модели, LPWAN, как правило, предоставляет вам выделенную локальную сеть, охватывающую необходимую вам территорию: все устройства, сеть и данные, передаваемые по сети, принадлежат вам.
Еще одно существенное отличие заключается в том, что, в отличие от сотовых сетей, при передаче данных в сетях LPWAN не всегда ожидается подтверждение получения. Это может быть как преимуществом, так и недостатком: вы получаете больше трафика в своей системе без подтверждения, но иногда теряете данные из-за перегрузки сети.
Двумя наиболее популярными протоколами LPWAN являются LoRaWAN и SigFox. Среди них технологии LoRaWAN и LoRa демонстрировали самый быстрый рост в последние годы и обладают огромным потенциалом роста в ближайшие пять лет. Однако не стоит недооценивать SigFox, который в основном работает в Европе и потребляет меньше энергии на одно устройство, чем LoRaWAN. SigFox также имеет меньший объем передаваемых данных, чем LoRaWAN, что позволяет снизить энергопотребление, но при этом лишает пользователей SigFox доступа к некоторым отраслевым и критически важным функциям, предоставляемым технологией LoRa, таким как поддержка исполнительных механизмов и обновления данных в полевых условиях.
Что касается LoRa и LoRaWAN, то их преимущества можно проще всего проиллюстрировать широкой поддержкой, универсальностью и перспективностью. К альянсу LoRa Alliance присоединились более 500 ведущих технологических компаний. Технология LoRa продолжает развиваться, чтобы соответствовать меняющимся подходам в сфере Интернета вещей (IoT) и новым примерам применения.
Использование возможностей сотовой связи для реализации концепции «Интернета вещей»
Для тех, кто ведет деятельность на обширных территориях или в регионах, где установка шлюза запрещена законом, протоколы сотовой связи станут оптимальным выбором. Двумя протоколами с наибольшей долей рынка являются CAT-M и NB-IoT.
Из этих двух технологий Narrowband IoT (NB-IoT) более экономична с точки зрения расхода заряда батареи и может предлагаться по более низкой абонентской стоимости. Она обеспечивает связь с низким энергопотреблением и объёмы данных, которые в большей степени соответствуют профилям LoRa, что упрощает обеспечение совместимости между датчиками для поставщиков решений IoT, стремящихся охватить сценарии использования сетей LPWAN и сотовой связи.
В отличие от этого, технология Cat-M обеспечит более высокую скорость передачи данных и связь с низкой задержкой, что может оказаться крайне важным, если пользователю необходимо загружать большие файлы со своих устройств Интернета вещей или отправлять большое количество обновлений на конечные устройства Интернета вещей. Cat-M будет поддерживать голосовую связь низкого качества и в большей степени будет использоваться для приложений, требующих работы в режиме реального времени, таких как «умные» автомобили.
Связь через сотовую сеть позволяет использовать данные IoT в региональном, национальном или даже трансконтинентальном масштабе без необходимости установки предварительно развернутых шлюзов для создания зон покрытия. Вместо этого для передачи данных IoT можно использовать существующие базовые станции оператора. Это также означает, что ваша система IoT будет иметь те же «слепые зоны», что и ваша сотовая сеть, и если сетевое соединение прервется (из-за технического обслуживания, превышения лимитов абонентского плана, чрезвычайных ситуаций или по другим причинам), ваша система IoT также перестанет работать. Тем не менее простота развертывания и широкий охват часто перевешивают затраты и ограничения, связанные с использованием услуг оператора сотовой связи.
