Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
Skip navigation

Кой ще наделее в битката за свързване на IoT?

Networkworld България - брой 1, 2017 г. / Нови технологии
145 прочитания, 0

Интернет на нещата (IoT) разчита много на безжичните технологии с малък обхват като WiFi, Zigbee и Bluetooth. През следващите 5 г. обаче безжичните технологии с голям обхват ще играят все по-важна роля. Според анализаторите, броят на IoT връзките с такъв обсег ще расте средно с 30% на година, докато средногодишният темп при свързваният през маломощните IoT връзки ще е 20%, макар че и това е доста сериозен скок.

Безжичните широкомащабни технологии се търсят, защото могат да предоставят гъвкава свързаност на разстояние няколко километра, премахвайки необходимостта от прокопаване на пътищата и полагането на кабели. Освен това клетъчните технологии могат да поддържат мобилни връзки, включително нужните за свързаните коли и носимата електроника (например фитнес гривни).

Новите нискоенергийни клетъчни технологии LPWA дават възможност за ценово ефективно разширяване на IoT към нови пазари и приложения.

Прочетете още: Huawei: Всичко ще е в облака – оборудване, услуги, мрежи и операции

Дискусията продължава в проучване на влиянието на програмируемите SIM карти, които дават възможност на устройства, машини, битови електроуреди и коли да превключват между различните доставчици на услуги.

Опции за свързаност в последната миля

Устройства, машини и коли могат да бъдат свързани по различни начини. Те могат да използват глобални мрежи за препращане на данните директно до сървър или да разчитат на технологии с малък обхват като WiFi или Bluetooth за връзка към mesh мрежа, хъб или шлюз. Глобалните мрежи не са толкова сложни като mesh мрежите, тъй като крайните точки се свързват директно към шлюз или базова станция, а не препращат през радиорелейна линия съобщенията.

Различните видове WAN и късообхватни технологии могат да бъдат разделени на две основни категории. Едните са проектирани да предоставят голяма пропусквателна способност и затова харчат относително голямо количество енергия, и вторите са проектирани да минимизират енергийното потребление и затова осигуряват относително малка пропусквателна способност. Конвенционалните клетъчни технологии и WiFi би трябвало да предоставят голям пропусквателен капацитет, а новите LPWA технологии и Bluetooth са технологии с малки енергийни изисквания (вж графиката)

Свързани устройства (в млрд.)

Забележка: В прогнозата на Ericsson свързаното устройство е физически обект, който има IP адрес, позволяващ двупосочна комуникация през мрежов интерфейс. Свързаните устройства комуникират с глобалната WAN мрежа през шлюз

Източник: Ericsson Mobility Report, ноември 2016

Нисконенергийни опции

Проектирани специално за сферата на Интернет на нещата (IoT), технологиите LPWA са оптимизирани за употреба в евтини устройства, които трябва да прехвърлят малки количества данни. Целта типично е да се дава евтина и енергийно ефективна свързаност на голям брой уреди в малка географска област.

Подобни устройства включват сензори, които могат да следят градска инфраструктура, екологични условия, мобилни активи и вериги за доставки, както и измервателни уреди за електроенергия, газ и вода. Тези уреди изпращат регулярно показания или превключват други механизми при настъпване на дадени събития, дефинирани от потребителя (като достигната температура или замърсяване на въздуха). При технологиите LPWA също има два типа, като стандартизираните използват лицензионен честотен спектър, плащан най-често от телеком операоторите, и „частни“ технологии, които оперират в нелицензния спектър.

  • Частните LPWA технологии като Sigfox или LoRa, вече са инсталирани на някои места за свързване на сензори и други IoT устройства. Тъй като не преминават през стандартизиращи процеси и затова стигат по-бързо до пазара. Те обаче са доста уязвими по-отношение на интерферентни въздействия от другите радиосигнали, използващи същите блокове в нелицензния спектър. Освен това се поддържат от малко производители и обикновено няма международен роуминг, което е сериозна пречка пред широкото им разпространение коментират от шведската CLX Communications.

“Качеството на услугите е сред основните приоритети на доставчиците, обслужващи както националните, така и международните роуминг приложения, казва Йон Кембъл, директор IoT за регион EMEA в CLX. - Не е реалистично да се разчита на нелицензен спектър за адхок свързаност, особено когато има нужда от регулярен контакт. Консистентна обратна връзка могат да дадат само клетъчните мрежи, а останалите технологии играят допълваща роля.”

“Ако разчитате на LoRa и Sigfox, трябва да се уверите, че конкретната технология има покритие на дадения пазар, отбелязва Андрю Браун, изпълнителен директор за IoT проучвания в Strategy Analytics. - За разлика от някои предположения, че всички ще преминат към NB-IoT и 5G, нелицензните LPWA ще продължат да се ползват за някои специфични приложения, главно заради ценовите си предимства. LoRa може би ще е победител в този подсегмент, защото бързо изгражда екосистема от доставчици на решения, агрегатори и производители на чипове, докато Sigfox остава затворена екосистема“, допълва той.

  • Стандартизираните LPWA технологии, включват 3 нови варианта - NB-IoT, LTE-M и EC-GSM-IoT, стандартизирани от 3GPP за работа в в лицензния спектър. Мобилни оператори от целия свят адаптират клетъчните си мрежи за поддръжка на тези технологии, като първите търговски услуги може да започнат още през 2017 г. Те използват съществуващата инфраструктура на операторите, но са създадени да предоставят по-добро покритие от традиционните клетъчни услуги. Първите тестове показват, че съвместимите с 3GPP технологии LPWA могат да предоставят свързаност на труднодостъпни места като подземни обекти (паркинги, мазета, гаражи) и работни помещения в центъра на огромни сгради. Освен това употребата на лицензен радиоспектър означава, че няма интерференции, а това води до по-високо качество на услугата и по-голяма надеждност.

В частност NB-IoT и EC-GSM-IoT са оптимизирани да пренос на кратки съобщения, с дължината на един SMS. Тези технологии разчитат на мащаба и поддръжката на добре разработените клетъчни екосистеми, т.е. решенията ще се предлагат от голям брой производители в целия свят. В резултат коли, смарт часовници, фитнес гривни и други мобилни устройства ще останат свързани и след пресичане на границите, а производителите им ще успеят да доставят свързани продукти в огромен, международен мащаб.

Стандартизираните технологии обещават икономии от мащаба и при разгръщане на голям брой свързани сензори в относително малки райони като ферми или индустриални предприятия. Андрю Браун от Strategy Analytics смята, че е възможно цената на едно такова устройство да падне до $5-$10, почти колкото искат за модул LoRa. „Стандартизираните технологии имат едно основно предимство – знаете че работят. Те са опция за безпроблемна работа, подкрепена от екосистемата, казва Силвия Кешиш, водещ анализатор на GSMA Intelligence. - Впечатлена съм от това колко бързо всички се обединиха около NBIoT.“

Технологиите LPWA в лицензния спектър се възползват и от изградените от мобилните оператори системи за сигурност и контрол от край до край над свързаността. Операторите могат да предоставят защитена свързаност и поддръжка на автентификация, подходяща именно за IoT областта.


Конвенционални клетъчни технологии

Има сценарии за употреба на IoT, изискващи висока пропусквателна способност, например поточно видео към пътници в кола или свързване на видеокамери за сигурност, които се нуждаят от по-висока производителност от тази, доставяни от LPWA. Тези сценарии като цяло трябва да разчитат на 3,5G или 4G клетъчни услуги, например предоставяни от LTE Advanced, които разполагат с нужния капацитет на връзката (виж графика по-долу).



Въпреки че клетъчните 2G мрежи все още са широко разпространени и използвани, особено в развиващия се свят, допълва Силвия Кешиш от GSMA Intelligence. Затова внедряването на LPWA технологиите се стимулира основно от несигурността около бъдещето на 2G мрежите, които в момента обслужват голяма част от M2M приложения. Тя отбелязва, че някои оператори вече са спрели своите 2G мрежи - в Южна Корея, САЩ, Австралия и Япония, търсейки начин за рефарминг на спектъра и използването му за 4G и 5G.

Развитието на 5G е следващата голяма стъпка в продължаващата еволюция на глобалната мобилна екосистема. Мобилната индустрия е на път да започне разполагането на търговски 5G мрежи от 2020 г. В момента в процес на „ранно“ стандартизиране от 3GPP, 5G мрежи ще са в състояние да поддържат огромен брой свързани устройства, да предоставят ултранадеждна свързаност с ниска латентност за взискателни приложения като излъчвания наживо от приложения за виртуална реалност и дистанционно управление на машини и превозни средства.

Прогнози за IoT свързванията

През следващите 5 години броят на клетъчните IoT връзки ще расте бързо. Ericsson прогнозира, че до 2022 г. в света ще има 1,5 млрд. свързани към клетъчни мрежи IoT устройства, докато в края на 2016 г. техният брой е 400 милиона. Machina Research, която използва различна методология, смята, че клетъчните IoT връзки ще нараснат от 334 млн. в края на 2015 г. до 2,2 милиарда през 2025 г., голяма част от които ще разчитат на варианти на LTE.

Търсенето на LPWA свързаност ще един от ключовите фактори за този растеж. Machina прогнозира, че индустрията ще добави през тази година още 83 милиона LPWA свързания и в края на 2017 г. техният общ брой ще достигне 142 милиона. През 2025 г. Machina Research очаква 2,97 млрд. връзки да ползват технологии LPWA, или 11% от всички IoT свързвания. Технологиите LPWA ще се прилагат масово в домове, в системи за сградна автоматизация, в системи за сигурност, информация от умни домашни електроуреди. Други анализатори са още по-оптимистични. Strategy Analytics например предвижда 5 млрд. LPWA връзки в началото на 2022 г. Конвенционалните клетъчни технологии ще играят основна роля в развитието на IoT сферата. Ovum очаква, че през 2021 г. в света ще има 212 млн. 2G базирани и 212 млн. 4G базирани IoT връзки, докато на 3G мрежите ще се падат 172 млн.


Технологии с малък обхват

Тези технологии обикновено разчитат на нелицензиран спектър и предоставят покритие до 100 метра. Те включват WiFi, Bluetooth, ZigBee и NFC (вж. графиката).



Макар че много от тези технологии с малък обхват са се доказали и са на напреднал стадий от развитието си, тяхната зависимост от нелицензиран спектър ги прави уязвими към интерференции. Малкият обхват означава още, че те трябва да бъдат свързани в решетъчна (mesh) мрежа или към локален хъб/ шлюз, който след това се свързва към клетъчна мобилна мрежа или фиксирана телеком инфраструктура.

Технологиите с малък обхват често разчитат на собствениците на сгради, които да ги конфигурират и поддържат правилно. В някои случаи клетъчните и късообхватните технологии се ползват съвместно в режим „tethering“. Например 4G клетъчна връзка може да е ползва за свързване на WiFi точка към интернет. Тази конфигурация може да се ползва, за да се предоставят на пътниците в превозното средство онлайн услуги и приложения през лаптопи и таблети (така работи и днес WiFi услугата на Vivacom и ЦГМ в някои автобусни линии от градския транспорт).

„Технологиите с малък обхват са доста фрагментиран пазар, но някои като WiFi, Bluetooth и ZigBee са много евтини и вече са се доказали, обяснява Силвия Кешиш от GSMA Intelligence. “Те могат да работят съвместно с клетъчни мрежи, като разчитат на функциите за сигурност на SIM картите, използвайки архитектурата Generic Bootstrapping Architecture (GBA).”

Съществуващият пазар продължава да подхранва еволюцията и на тези безжични технологии. Най-новата версия на Bluetooth (Bluetooth 5) е проектирана за работа с обхват над 200 метра (4 пъти повече от Bluetooth 4) и с двойно по-голяма пропускателна способност. По този начин технологията може да се ползва за изпращане на аларми към потребителите чрез сензори за близост. Bluetooth 5 разпознава по-добре местоположението и предлага по-голям размер на изпращаното съобщение (8 пъти повече от Bluetooth 4), което би помогнало за проникване на технологията в магазините например.

Същевременно WiFi разширява присъствието си в нови честотни области, като 802.11ad осигурява високоскоростен пренос на данни на много високи честоти, а 802.11ah оперира в спектъра под 1GHz.

(30.03.2017)

КОМЕНТАРИ

Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате статията
"Кой ще наделее в битката за свързване на IoT?"



    

© Ай Си Ти Медиа ЕООД 1997 - 2017 съгласно общи условия за ползване