LoRaWAN vervangt tijdelijk 5G-netwerken voor IoT

5G-netwerken zullen een revolutie teweegbrengen in het Internet of Things (IoT). Maar het zal enkele jaren duren voordat de technologie het grootste deel van de planeet zal bestrijken. Dankzij LoRaWAN hoef je niet te wachten, zegt Sergiy Seletsky, IoT-praktijkleider en senior oplossingsarchitect bij Intellias .

Volgens Gartner , zullen in 2020 ongeveer 5,8 miljard zakelijke en automotive IoT-eindpunten worden gebruikt, wat 21% meer is dan in 2019. Telecomnetwerken zullen het binnenkort moeilijk hebben om de belasting aan te kunnen.

IoT-experts hopen op 5G als de IoT-connectiviteitsstandaard van de toekomst die fysieke netwerken zal vervangen en realtime reactievermogen mogelijk zal maken. Het sleutelwoord hier is ‘toekomst’. Ericsson voorspelt dat 5G-technologie in 2025 slechts voor tweederde van de wereldbevolking beschikbaar zal zijn.

Met zoveel hype rond 5G op dit moment, verwaarlozen mensen vaak een alternatief dat er al vijf jaar is:low-range wide-area netwerken (LoRaWAN). In veel gevallen kan LoRaWAN 5G vervangen, in ieder geval totdat 5G wereldwijd beschikbaar komt.

Waarom 5G-technologie in de schijnwerpers staat en met welke uitdagingen ze wordt geconfronteerd

5G-technologie staat in de schijnwerpers vanwege zijn ongekende snelheid en signaalkwaliteit. Het zorgt ervoor dat verbonden apparaten gegevens tot 50% sneller en in veel grotere brokken uitwisselen, wat een doorbraak in alle sectoren belooft.

Bron:Huawei Road to a Super-Connected World, Keynote december 2019

In de gezondheidszorg zal 5G robotchirurgie mogelijk maken door hoogwaardige videostreaming en direct reagerende aangesloten chirurgische apparaten te bieden. Hulpdiensten gaan 5G gebruiken om direct op situaties te reageren. Stadscamera's en drones met camera's kunnen een noodsituatie identificeren en binnen enkele seconden informatie naar de controlekamer sturen.

5G zal ook meer industriële werknemers thuis laten werken dan tijdens de pandemie. Ze beheren hun apparaten in realtime op afstand vanaf een pc, tablet of smartphone. Dit zou de ontwikkeling van de olie- en gasindustrie, waarvan de faciliteiten zich vaak op ongunstig terrein bevinden, verder kunnen bevorderen.

Tot slot zijn 5G-netwerken cruciaal voor auto's zonder bestuurder. Het stelt hen in staat om verbinding te maken met de stadsinfrastructuur en zich in realtime aan te passen aan de reisomstandigheden. Deze technologie zal de kracht van slimme steden ontketenen, waar alles met elkaar verbonden is en wordt beheerd door kunstmatige intelligentie.

5G-uitdagingen

Om een ​​5G-netwerk in een gebied te bouwen, moet je een specifieke infrastructuur helemaal opnieuw opbouwen. Hoewel 5G wordt voorafgegaan door 4G, vereist het andere antennes, nieuwe fabric-netwerken en extra zendmasten.

Het bouwen van deze infrastructuur is een langdurig en kostbaar proces. De Europese Commissie schat dat de introductie van 5G in elke stad en stad in Europa 500 miljard euro zal kosten.

Bovendien zijn consumenten en fabrikanten tot nu toe niet bijzonder enthousiast over 5G-technologie. Volgens een recent onderzoek van GSMA , hebben slechts ongeveer 30% van de Amerikanen en 11-23% van de Europeanen verklaard dat ze een 5G-telefoon zouden krijgen zodra de technologie beschikbaar is.

Welke van de volgende is "veel belangrijker" voor het herstel van uw bedrijf?

Bron:Technologieprioriteiten van bedrijven in de periode na de pandemie

Hierdoor blijft de adoptie van 5G traag.

LoRaWAN als alternatief voor 5G

LoRa/LoRaWAN kan de meeste van dezelfde taken uitvoeren als 5G, alleen langzamer en goedkoper. Het is onwaarschijnlijk dat u LoRa gebruikt voor het verzenden van video en geluid. De snelheid van LoRa ligt tussen 0,3 Kbps en 27 Kbps, wat betekent dat het enkele uren duurt om een ​​beeld te verzenden en tientallen jaren om een ​​film te streamen.

LoRa is echter geweldig voor vele andere toepassingen.

De technologie is oorspronkelijk ontwikkeld voor industriële IoT-sensoren, niet voor consumentenapparaten. Het wordt gebruikt om korte gegevenspakketten (ongeveer 240 bytes) te verzenden en ondersteunt geen netwerk-IP-stack. Dit maakt LoRa geschikt voor het verzenden van temperatuur, vochtigheid, trillingen, verlichting en soortgelijke gegevens.

LoRa en LoRaWAN staan ​​voor het long-range protocol en long-range wide area network. Ze zijn gebaseerd op LPWAN, de low-power wide-area netwerktechnologie.

In dit bericht zal ik niet te veel in detail treden over hoe LoRa en LoRaWAN werken en zich tot elkaar verhouden. Laten we in plaats daarvan eens kijken naar wat hen tot een levensvatbaar alternatief voor 5G-technologie maakt.

Waarom LoRa belangrijk is

LPWAN-aangedreven apparaten kunnen over lange afstanden met elkaar praten, zelfs als elk van die apparaten zich in een apart gebouw bevindt. Bovendien gaan hun batterijen langer mee dan de batterijen van toestellen die 4G en 5G gebruiken. Een op LoRa gebaseerd apparaat kan tot tien jaar werken met één batterij, terwijl een 5G-apparaat slechts enkele uren meegaat.

LoRaWAN-netwerkdekking

Bron:LoRaWANglobale dekking vanaf december 2018

In tegenstelling tot 5G-netwerken heeft LPWAN geen uitgebreide infrastructuur nodig. Het draait op kleine en betaalbare apparaten, waardoor het goedkoper is dan zelfs 4G. LoRa-sensoren kosten ergens tussen $ 0,2 (€ 0,16) en $ 0,5 (€ 0,41), terwijl de prijzen voor 5G-sensoren beginnen bij $ 30 (€ 24,60).

Omdat LoRa goedkoper is, heeft het een veel groter bereik dan 5G. Vergelijk een typisch LoRa-basisstation kost ongeveer $ 40 (€ 32,80) en kan duizenden verbindingen aan in een straal van 15 km. Een 5G-basisstation zou $ 60.000 kosten (€ 49.199,10), 2 km beslaan en ongeveer 1000 verbindingen mogelijk maken.

Sinds 2015, toen LoRaWAN werd gemaakt, zijn er verschillende LoRaWAN-sensoren en -apparaten ontwikkeld. LoRa Alliantie , een non-profitorganisatie van bedrijven die de technologie gebruiken, is uitgegroeid tot meer dan 500 leden. Hier zijn enkele opmerkelijke cijfers van de Alliantie:

• LoRaWAN werd in 2019 in meer dan 100 landen ingezet, een stijging van 60% ten opzichte van 2018. 
• Er zijn wereldwijd ongeveer 80 miljoen apparaten verbonden met LoRaWAN.
• Ongeveer 75% van de IoT-toepassingen maakt gebruik van LPWAN. Ter vergelijking:slechts 25% van de IoT-toepassingen vereist de hoge doorvoer en lage signaalvertraging die mogelijk wordt gemaakt door mobiele technologieën zoals 5G.

Niet-cellulaire LPWA-verbindingen per type slimme meter

Bron:ABI Research 

Hoe LoRa wordt gebruikt

Met LoRa kan IoT op meerdere gebieden worden toegepast. Deze kunnen het beheer van automaten, hotelinfrastructuur, landbouwmachines, ziekenhuisfaciliteiten en zelfs slimme steden omvatten.

In 2016, Samsung , Semtech en SK Telecom hebben hun krachten gebundeld om 's werelds eerste landelijke LoRaWAN in Korea te bouwen. Vandaag is Seoul van plan om zijn lokale LoRa-gebaseerde IoT-infrastructuur te upgraden.

Het Smart Seoul Network, ook bekend als S-Net zullen tegen 2022 tot 1000 LoRaWAN-gateways hebben. Ze zullen slimme parkeerplaatsen mogelijk maken, straatverlichting die de politie kan bellen in geval van nood, een systeem dat mensen met dementie bewaakt en meer.

De toekomst van LoRa

In 2019 heeft de Britse IoT-satellietprovider Lacuna Space erop uit om de wereld te bestrijken met LoRaWAN. In juli 2020 verklaarde de CTO van het bedrijf dat Lacuna Space "LoRaWAN-berichten ontving van een zeilboot die letterlijk in het midden van de Atlantische Oceaan ligt".

Een wereldwijd LoRa-netwerk zal ontwikkelaars inspireren om meer LoRa-aangedreven apps te bouwen, wat de toekomst van de technologie zal helpen veiligstellen.

Dus, als je in de IoT-business zit, raad ik aan om LoRa/LoRaWAN te gebruiken totdat 5G-technologie meer wijdverbreid raakt. En zelfs als dit gebeurt, vermoed ik dat LoRa voor veel bedrijven nog steeds de favoriete telecommunicatietechnologie is.

Hoe zit het met NB-IoT?

Sommige apparaten die LoRa gebruiken, zijn ook verbonden met smalband IoT-netwerken (NB-IoT). NB-IoT is een LPWAN-standaard die is ontwikkeld door dezelfde autoriteiten die de protocollen voor 4G en 5G hebben ontwikkeld.

Met andere woorden, dit is een mobiele technologie die:

• complementeert LoRaWAN
• wordt gebruikt door 4G-verbonden apparaten
• zal nog enige tijd worden gebruikt zodra 5G algemeen beschikbaar komt.

Als mobiele technologie beschikt het ook over een hogere bandbreedte dan die van LoRa.

NB-IoT vereist geen specifieke infrastructuur om te bouwen:het vereist alleen software. Hierdoor kan dit type netwerk eenvoudig worden geschaald om miljoenen apparaten te dekken. Het aantal van dergelijke apparaten blijft echter veel lager dan het aantal LoRa-apparaten.

Wat zwakke punten betreft, is het belangrijkste probleem dat NB-IoT veel stroom opslokt, dus de batterij van het apparaat gaat erg snel leeg.

NB-IoT-beveiliging is ook veeleisend. Terwijl LoRaWAN end-to-end-codering gebruikt, wat een modern beveiligingsstandaardmechanisme is, vertrouwt NB-IoT op hop-voor-hop-codering, die geleidelijk verouderd raakt.

Daarom geloof ik dat LoRa een betere tijdelijke vervanging is voor 5G dan NB-IoT.

Conclusie

Na het lezen van dit artikel zou je een beter praktisch begrip moeten hebben van de belangrijkste telecommunicatietechnologieën van de nabije toekomst:5G en LoRa.

Je hebt misschien de indruk dat er concurrentie op de markt tussen de twee technologieën zal zijn en dat LoRa zal verliezen en geschiedenis zal worden. Ja, ze kunnen concurreren over bepaalde segmenten, wat goed is voor de industrie, omdat dit haar vooruit helpt. Maar ik geloof niet dat 5G LoRa uit het spel zal schoppen. Auto's vervingen tenslotte geen fietsen en treinen.

De auteur is Sergiy Seletsky, IoT-praktijkleider en senior oplossingsarchitect bij Intellias.

Over de auteur

Sergiy Seletsky is en IoT-praktijkleider en senior oplossingsarchitect bij Intellias. Sergiy helpt bedrijven de juiste IoT-technologiestapel te gebruiken om zaken op te schalen en toekomstbestendig te maken. Strategisch denker met uitgebreide kennis van de IT-industrie in een breed scala aan innovatieve oplossingen voor verschillende bedrijfsdomeinen.