Wat zal de gouden standaard zijn in de toekomst van de ‘low-power’ connectiviteit voor Asset Tracking?
Toen het “Internet of Things” (IoT) op de technologische scène losbarstte, kreeg het al snel de reputatie dat het een disruptieve technologie was. Traditionele telecomaanbieders waren er getuige van hoe start-ups en early adopters snel nieuwe technologie ontwikkelden en inzetten om de handel en industrie aan te drijven, wat leidde tot een steeds hoger niveau van digitalisering en automatisering.
Kiezen voor de juiste technologie
De effecten zijn zo indrukwekkend dat de gevestigde grootmachten nota nemen van de multi-miljard dollarveranderingen die IoT in tal van industrieën doorvoert. Hoewel hun reactie op deze revolutie ongetwijfeld veel nieuwe en innovatieve IoT-toepassingen zal voeden, blijft het van cruciaal belang dat je de juiste technologie kiest voor jouw behoeften.
Zoals het gezegde luidt: “Alle wegen leiden naar Rome”. Maar niet alle wegen zijn gelijk. Het hangt allemaal af van je behoeften, situatie en prioriteiten. Wil je er bijvoorbeeld snel komen? Een grote lading dragen? Geen tol betalen? Een gespecialiseerd voertuig gebruiken? Een transponder meenemen? Of heb je andere eisen of zorgen?
Het kiezen van de juiste weg vereist kennis en ervaring. Partners als Suivo kunnen je hierbij helpen.
In deze tekst staan veel technische termen en afkortingen. Onderaan kan je een woordenlijst terugvinden voorzien van een korte uitleg.
Low-Power Wide Area Networks (LP-WAN)
In de begindagen van het Internet of Things zagen de traditionele telecommunicatieproviders snel bewegende open-source-initiatieven en allianties reageren op een opkomende behoefte aan connectiviteitsoplossingen met een laag stroomverbruik. In veel gevallen hebben ze klanten en ontwikkelaars met succes verleid om de voorkeur te geven aan de disruptieve technologie door een laag stroomverbruik en een eenvoudige implementatie te beloven.
Veel telecomaanbieders hebben zich zelfs aangesloten bij de ‘low-power’ revolutie. De telco-aanbieders begonnen LoRaWAN-netwerken op te zetten of beheerden de lokale Sigfox-netwerkinfrastructuur als antwoord op de eisen van zakelijke klanten en partners die aandrongen op moderne IoT-technologie om hun activiteiten en ontwikkeling te ondersteunen.
Long Term Evolution (LTE)
Het werken in een ongelicenseerde band was echter geen langetermijnstrategie voor de telco-aanbieders. In plaats daarvan richtten zij hun inspanningen op de ontwikkeling van een nieuwe klasse van connectiviteitsoplossingen met een laag stroomverbruik, ondersteund door de expertise en ervaring van communicatieveteranen, die opereren in hun begeerde beschermde frequenties en gebruik maken van industriële netwerkhardware.
Bij de ontwikkeling van de “Long Term Evolution” (LTE, ook bekend als 4G) specificaties, introduceerde 3GPP (Third Generation Partnership Project) verschillende machine-to-machine technologieën. Hiermee werd erkend dat aangesloten machines en objecten vaak andere kenmerken en behoeften hebben dan consumenten die een handapparaat (bv. een smartphone) gebruiken.
LTE-M en NB-IoT
De meest gebruikte technologieën zijn LTE-M (Long Term Evolution – Machine) en NB-IoT (Narrow Band – Internet of Things). Beide hebben bewezen effectief en betrouwbaar te zijn in echte IoT-situaties, wat veel telco-operators over de hele wereld ertoe heeft gebracht om ofwel ten minste één van deze technologieën in te voeren, ofwel in de nabije toekomst van plan te zijn.
Volgens de GSMA(Global System for Mobile Communications) zijn er vanaf november 2020 wereldwijd 47 LTE-M- en 98 NB-IoT-netwerken actief. Meer netwerkexploitanten hebben plannen aangekondigd om een IoT-netwerk te lanceren als onderdeel van hun 2G-afschaffingsstrategie, wat aangeeft dat zowel LTE-M als NB-IoT levensvatbare vervangers zijn voor de alomtegenwoordige 2G/EDGE-connectiviteit waarop veel machine-to-machineprojecten en -producten op dit moment vertrouwen.
Hoewel 3G de technologische verfijning heeft die nodig is voor deze projecten, wordt het zelden toegepast omdat het te energie-intensief is. 3G is ontwikkeld voor toepassingen met een hoge bandbreedte waarbij de datadoorvoercapaciteit belangrijker was dan het stroomverbruik, zoals smartphones voor consumenten.
Vergelijk dit met LTE-M en NB-IoT, die speciaal zijn ontworpen voor toepassingen met een laag vermogen. Dit geeft IoT-ontwikkelaars toegang tot de technologie die ze nodig hebben, met het extra voordeel van de expertise en ervaring van de telco-exploitanten op het gebied van brede internationale dekking, betrouwbare werking op lange termijn, veilige versleuteling en beheersbare uitrol.
Wat is het beste voor Asset Tracking? LTE-M of NB-IoT?
Met de lancering van zowel LTE-M als NB-IoT door telco-netwerkexploitanten vraagt u zich misschien af welke technologie het meest geschikt is voor het tracken van je assets. Hoewel beide technologieën ideaal zijn voor IoT-oplossingen, zijn er aanzienlijke verschillen tussen beide.
– NB-IoT
Zoals de naam al aangeeft, gebruikt NB-IoT een enkele smalle band (of bereik) van radiofrequenties om te helpen het stroomverbruik te verlagen ten koste van de beschikbare bandbreedte. Deze smalle frequentieband betekent echter ook dat NB-IoT niet geschikt is voor bewegende objecten omdat het dopplereffect de frequentie verschuift, wat het verlies van lopende datatransfers kan veroorzaken.
– LTE-M
LTE-M is een breedbandtechnologie die werkt op typische LTE-frequenties en biedt hogere snelheden en bandbreedtes in combinatie met een iets hoger stroomverbruik dan NB-IoT. Aangezien LTE-M echter (veel) hogere snelheden kan bereiken, kan de totale energie-efficiëntie lager zijn dan bij NB-IoT, omdat de overdracht van lage datavolumes efficiënter kan plaatsvinden. De hogere bandbreedte en de lagere latentie van LTE-M maakt ook bewerkingen mogelijk zoals firmware-updates en andere downlinkactiviteiten, wat bijdraagt aan een betrouwbare langetermijnfunctionaliteit op een manier die NB-IoT niet kan garanderen.
In feite kan LTE-M voor elke Low-Power Wide Area IoT-toepassing worden gebruikt vanwege het lage stroomverbruik. Hoewel er momenteel geen NB-IoT-toepassing is die LTE-M ook niet kan oplossen, is NB-IoT geschikter aan het laagste uiteinde van het connectiviteitsspectrum waarvoor het is ontworpen. Dit geldt ook voor toepassingen zoals sensoren in slimme meters of slimme gebouwen. LTE-M is veel geschikter voor real-time asset tracking toepassingen waarbij de apparaten kunnen bewegen en de uplink/downlink vereisten kunnen variëren gedurende de levensduur van het apparaat.
De toekomst van LTE-M
Op basis van zijn kenmerken zal LTE-M in de toekomst waarschijnlijk de gouden standaard worden voor asset tracking. Er moet echter nog verdere overeenstemming en integratie met bestaande systemen en netwerken plaatsvinden voordat dit universeel is.
2G is bijvoorbeeld diep geworteld in veel IoT-toepassingen, zoals het Europese eCall-systeem (een Europees initiatief voor snelle bijstand aan automobilisten die ergens in de Europese Unie bij een botsing betrokken zijn en waarin 2G als de vereiste connectiviteitstechnologie wordt gespecificeerd), dat pas in april 2018 verplicht werd gesteld. Dit betekent dat de Europese exploitanten 2G niet zomaar op korte termijn kunnen afschaffen, wat leidt tot de voorspelling dat 2G in de EU ten minste tot 2025 aanwezig zal zijn.
Internationaal is de situatie anders. In Noord-Amerika is men minder afhankelijk van 2G-netwerken en sommige Aziatische landen hebben 2G al volledig uitgefaseerd en zijn al van plan om 3G uit te faseren.
GSMA heeft onlangs aangekondigd dat de vandaag ingezette LTE-M en NB-IoT technologie deel uitmaken van de 5G-familie, dus het is duidelijk dat LTE-M een toekomstbestendige technologie is die in de nabije toekomst zal blijven bestaan.
Het is belangrijk wel op te merken dat LTE-M nog niet overal beschikbaar is, dus volledig overschakelen is op dit moment geen optie. Echter, met universele dekking in het achterhoofd, zijn Suivo’s Carbon toestellen al beschikbaar met een “LTE-M Ready” configuratie, ook al biedt Proximus (Suivo’s geprefereerde telecom partner in de EU) momenteel geen LTE-M-connectiviteit in België. Suivo’s toekomstgerichte strategie combineert de nieuwe LTE-M technologie met een 2G “eGPRS” fallback, wat betekent dat onze toestellen kunnen aansluiten op 2G en LTE-M. Wanneer de LTE-M-functie is geactiveerd, geeft het toestel de voorkeur aan LTE-M-netwerken waar deze beschikbaar zijn.
Woordenlijst
2G
Tweede generatie cellulair netwerk.
3G
Derde generatie cellulair netwerk.
3GPP
Derde generatie partnerschapsproject. Het omvat een aantal standaardorganisaties die protocollen voor mobiele telecommunicatie ontwikkelen.
4G (ook wel LTE)
Vierde generatie breedbandtechnologie voor mobiele telefonie. Ook bekend als LTE of Long Term Evolution
Rand (2G)
Verbeterde Data Rates voor GSM Evolution. Ook bekend als Enhanced GPRS, eGPRS, of 2.75G.Cellular netwerken evolueerde van 2G naar GPRS (2.5G) naar Edge.
eGPRS
Enhanced GPRS of Enhanced General Packet Radio Service. Ook bekend als Edge(2G).
GPRS
General Packet Radio Service. Ook wel bekend als tweede en een halve generatie cellulair netwerk, of 2.5G.
GSMA
Wereldwijd systeem voor mobiele communicatie. Een sectororganisatie die de belangen van mobiele netwerkoperatoren wereldwijd behartigt.
Het IoT
Internet of Things beschrijft een netwerk van fysieke objecten die met voldoende technologie (sensoren, software, enz.) zijn ingebed om via het internet verbinding te maken en gegevens uit te wisselen met andere apparaten en systemen.
LTE
Long Term Evolution is een standaard voor draadloze breedbandcommunicatie voor mobiele apparaten en dataterminals.
LTE-M
Long Term Evolution – Machine is een netwerk met een laag vermogen dat machine-to-machine en IoT-toepassingen mogelijk maakt op een breed scala van cellulaire apparaten en diensten.
LoRaWAN
Long Range Wide Area Network.
NB-IoT
Narrow Band – Internet of Things is een radiotechnische standaard met een laag stroomverbruik die door 3GPP is ontwikkeld om een breed scala aan cellulaire apparaten en diensten mogelijk te maken.