Mobiel IoT:de voordelen van CIoT

Noot van de redactie:groeiende eisen voor een grotere beschikbaarheid van IoT-apparaten vallen samen met de opkomst van mobiele technologieën die zeer geschikt zijn voor het IoT . Voor ontwikkelaars is de behoefte aan meer gedetailleerde informatie over cellulaire technologieën en hun toepassing op het IoT nog nooit zo nijpend geweest. Een uittreksel uit het boek, Cellular Internet of Things, deze serie introduceert de belangrijkste concepten en technologieën op dit gebied.

In een eerdere serie beschreven de auteurs het evoluerende landschap voor mobiel, de rol ervan in het IoT en technologieën voor massale machine-type communicatie (mMTC) en ultrabetrouwbare communicatie met lage latentie (URLLC).

Elsevier biedt deze en andere technische boeken aan met 30% korting. Om gebruik te maken van deze korting, klik hier en gebruik code ENGIN318 tijdens het afrekenen.

Aangepast van Cellular Internet of Things, door Olof Liberg, Marten Sundberg, Eric Wang, Johan Bergman, Joachim Sachs.

Hoofdstuk 9. Het competitieve internet der dingen-technologielandschap (vervolg)

Door Olof Liberg, Marten Sundberg, Eric Wang, Johan Bergman, Joachim Sachs

9.2 VOORDELEN VAN CIoT

In de vorige sectie hebben we een overzicht gegeven van interessante niet-gelicentieerde draadloze connectiviteitsoplossingen voor IoT. In deze sectie bespreken we hoe CIoT-oplossingen verschillen van niet-gelicentieerde connectiviteitsoplossingen en welke voordelen ze kunnen bieden. Zie ook Referentie [51] voor een verdere bespreking van IoT-connectiviteitsopties.

Een van de onderscheidende kenmerken van CIoT-connectiviteit is dat het de levering van connectiviteit loskoppelt van de realisatie van IoT-services. CIoT is gebaseerd op het paradigma op hoog niveau dat een onafhankelijke operator overal geschikte IoT-connectiviteit biedt waar een IoT-service zal worden gerealiseerd. Dit betekent dat wanneer een nieuwe IoT-service wordt opgezet, er geen speciale inspanning hoeft te worden gedaan voor het installeren, beheren en bedienen van een IoT-connectiviteitsoplossing. In plaats daarvan wordt de connectiviteit gerealiseerd via het netwerk van een operator. Dit is anders dan niet-gelicentieerde IoT-connectiviteitsoplossingen. In dit geval is een installatie van een connectiviteitsinfrastructuur nodig om connectiviteit te bieden op de locatie waar de IoT-dienst moet worden gerealiseerd. Dit omvat het installeren van basisstations of toegangspunten, het opzetten van backhaul-connectiviteit, het bieden van authenticatie, autorisatie en accounting (AAA) infrastructuur, het onderhouden en updaten van het connectiviteitsnetwerk met beveiligingsupdates, enz. Verder moet de connectiviteit worden bewaakt en beheerd door de hele levensduur van de IoT-service. Het is mogelijk dat de totale eigendomskosten voor het leveren en beheren van een connectiviteitsinfrastructuur voor een breed scala aan IoT-diensten lager zijn dan de eigendomskosten van afzonderlijke connectiviteitsoplossingen per IoT-dienst. Dit is met name het geval wanneer de IoT-service en de deelnemende apparaten over grotere gebieden zijn verspreid en niet beperkt zijn tot beperkte implementaties. Op basis van de niet-gelicentieerde technologieën biedt Sigfox een operatormodel voor op Sigfox gebaseerde end-to-end-connectiviteit, waarbij operators een speciale Sigfox-infrastructuur opbouwen en connectiviteit door eindgebruikers kan worden gekocht.

Een groot voordeel van CIoT-oplossingen is dat ze een betrouwbare langetermijn- en toekomstbestendige oplossing bieden. CIoT is gebaseerd op wereldwijde standaarden met zeer grote ondersteuning door de industrie door een groot aantal leveranciers, netwerk- en serviceproviders. De technologische vooruitzichten staan ​​los van de vooruitzichten van enkele individuele marktspelers; dit in tegenstelling tot propriëtaire technologieën, die een hoog risico met zich meebrengen wat betreft hun ondersteuning op lange termijn. CIoT-oplossingen zijn ingebed in cellulaire communicatienetwerken, die een essentiële infrastructuur voor een samenleving zijn en zullen zijn. Implementatieplannen worden gedurende tientallen jaren gemaakt en systemen zijn gebouwd om zeer betrouwbaar te zijn volgens standaarden met hoge beschikbaarheid. CIoT-systemen zijn gebouwd voor een wereldwijde markt en maken roaming via netwerken van meerdere operators mogelijk. CIoT-netwerken bieden volledige ondersteuning voor mobiliteit van apparaten, die ook over grotere gebieden kunnen worden afgehandeld vanwege de brede dekking en hoge beschikbaarheid. De uitrol van CIoT-mogelijkheden, evenals toekomstige updates, vindt voornamelijk plaats als software-updates voor de geïnstalleerde netwerkinfrastructuur.

Een uiterst belangrijk voordeel van CIoT-connectiviteit is dat het betrouwbare en voorspelbare serviceprestaties biedt, ook voor toekomstige operaties. Het CIoT maakt gebruik van specifiek spectrum. Radiobronnen worden beheerd, interferentie wordt gecoördineerd en volledige servicekwaliteit wordt ondersteund. Langetermijngaranties zijn een uitdaging om een ​​oplossing te bieden op basis van spectrum zonder vergunning. Zowel mobiele breedbanddiensten als IoT-diensten zullen naar verwachting blijven groeien. Met name voor IoT-apparaten wordt een extreem sterke groei voorspeld naar honderden miljarden communicerende apparaten binnen een decennium. Veel van die mobiele breedband- en IoT-diensten zullen spectrum zonder vergunning gebruiken, wat betekent dat een aanzienlijke toename van het gebruik van spectrum zonder vergunning kan worden verwacht. Dit zal met name uitdagingen opleveren voor lange-afstandstechnologieën zonder licentie, zoals beschreven in paragraaf 9.1.1.2.

CIoT volgt ook de continue evolutie van mobiele netwerktechnologieën, waarbij nieuwe mogelijkheden en functies continu aan de netwerken worden toegevoegd. Deze evolutie is ontworpen voor achterwaarts compatibele werking, zodat apparaten die niet kunnen worden geüpgraded naar nieuwe functionaliteit op lange termijn kunnen blijven werken volgens de oorspronkelijke mogelijkheden, terwijl nieuwe services en apparaten tegelijkertijd kunnen profiteren van nieuwere functies.

Een nadeel van CIoT zijn de kosten van gelicentieerde spectrumbronnen. Dit zijn kosten die oplossingen voor niet-gelicentieerde banden niet hoeven te dragen. Een ander potentieel nadeel van CIoT voor een IoT-serviceprovider kan zijn dat de CIoT-dekking onvoldoende is voor een specifieke IoT-use case. In dit geval kan extra connectiviteit en bijbehorende netwerkuitbreiding nodig zijn om het hele IoT-servicegebied te dekken. Als de uitbreiding van de extra dekking nodig is in weinig besloten gebieden, kan een dergelijke uitbreiding eenvoudiger en flexibeler worden geregeld met een speciale inzet in plaats van wanneer een operator erbij moet worden betrokken. Een eigenschap waarvan ongelicentieerde langeafstandsradiotechnologieën hebben geprofiteerd, is hun snelle time-to-market. Elke gepatenteerde technologie heeft een timingvoordeel ten opzichte van gestandaardiseerde oplossingen die harmonisatie en overeenkomsten binnen een heel industriesegment vereisen. In het geval van niet-gelicentieerde LPWAN versus CIoT was er de laatste jaren een voordeel in time-to-market van niet-gelicentieerde LPWAN, terwijl de CIoT-standaarden werden ontwikkeld. Nu de CIoT-standaarden definitief zijn en producten op grote schaal beschikbaar komen, verdwijnt dit voordeel van LPWAN zonder licentie. In plaats daarvan verschuift het voordeel naar CIoT-implementaties, die sneller en tegen lagere kosten een brede dekking kunnen bereiken dankzij het hergebruik van de geïnstalleerde infrastructuur voor mobiele communicatienetwerken.

De volgende aflevering in deze serie zal de keuze van CIoT-technologiekeuzes en vergelijkingen bespreken.

Herdrukt met toestemming van Elsevier/Academic Press, Copyright © 2017