Vergelijking tussen mobiel en UNB-netwerk
voor Smart Street Lighting-toepassing
Aangezien steden plannen hebben om slimme straatverlichtingsprojecten te implementeren, is het kiezen van het juiste communicatienetwerk een belangrijke beslissing.
Dit artikel biedt een technische en commerciële vergelijking van het gebruik Mobiele IoT tegen Ultra-smalle band (UNB) communicatienetwerken. Het is bedoeld om gemeenten en stadsbedrijven de nodige informatie te bieden om een weloverwogen beslissing te nemen over welk communicatienetwerk ze moeten kiezen voor hun aanstaande slimme straatverlichtingsprojecten.
Hoe werken op mobiele apparaten gebaseerde slimme straatverlichting?
A slimme straatlantaarncontroller gebaseerd op Mobiele IoT maakt verbinding met internet via lokaal telecom netwerk. Hier gebruikt de controller een 2G/ 3G/ 4G/ 5G-signaal (technisch aangeduid als LTE CAT 1, LTE CAT M1, NB-IoT, GSM, EGPRS en/of EDGE). Dit is vergelijkbaar met hoe een typische mobiele telefoon, geldautomaat, verkeerslicht of slimme meter verbinding maakt met internet. Een lokale gateway is niet nodig.
Hoe werken op UNB gebaseerde slimme straatverlichting?
UNB staat voor ultra smalband. Op UNB gebaseerde straatlantaarncontroller gebruikt niet-gelicentieerde radiofrequenties (863 – 870 MHz / 910 – 923.5 MHz) om te communiceren met een centrale UNB Gateway(s). De gateways fungeren als centrale hub om op UNB gebaseerde lampcontrollers met internet te verbinden.
Opmerking: Ultra-Narrow Band (UNB)-netwerk verschilt van LoRaWAN. Voor vergelijking met de LoRaWAN verwijzen wij u naar dit artikel: https://tvilight.com/smart-street-lighting-cellular-vs-lorawan/
Mobiel versus UNB
Een gedetailleerde technische en commerciële vergelijking
Netwerktype
UNB
- UNB is een privaat netwerk dat kleine datapakketten kan uitwisselen tussen private UNB Gateways en de Apparaten. Het bereik van gateway naar apparaat kan variëren van 500 m tot 16 km, afhankelijk van het antennevermogen.
- UNB Gateways kunnen tussen de 100 en 3000 apparaten verbinden.
- De UNB Gateways worden echter vaak beschouwd als een single point-of-failure. Het hele netwerk valt uit als een gateway uitvalt.
Mobiele IoT
- Een mobiel communicatienetwerk wordt vaak IoT-communicatie (internet der dingen) genoemd wanneer het wordt gebruikt door slimme apparaten.
- Het mobiele IoT-netwerk kan in realtime middelgrote tot zeer grote hoeveelheden gegevens uitwisselen tussen de lokale mobiele telefoontorens en de apparaten.
- Opties zijn onder andere: LTE KAT M1, NB-IoT, LTE CAT 1 (4G) of GSM / EGPRS (2G/3G). Apparaat selecteert het meest geschikte netwerk op basis van de beschikbaarheid van de lokale telecomoperators.
Markt toepassingen
UNB
- UNB biedt lage tot gemiddelde bandbreedte, lage tot gemiddelde latentie
- Het wordt geleverd door enkele particuliere bedrijven voor slimme verlichting en enkele eigen oplossingen
- Het UNB-netwerk werd niet geaccepteerd door de Global Telecom (3GPP) -alliantie en werd geschrapt van de mobiele standaard. En daarom werken een beperkt aantal apparaten op het UNB-netwerk, voornamelijk van beperkte particuliere bedrijven.
- UNB-communicatienetwerk maakt gebruik van vrij, niet-gelicentieerd en niet-gereguleerd frequentiespectrum (863 – 870 MHz / 910 – 923.5 MHz). En daarom wordt de frequentie van 868 MHz/910 MHz gebruikt door veel fabrikanten van goedkope apparatuur, van kinderspeelgoed tot drones.
- UNB Gateways worden echter beschouwd als een single point of failure. En beveiligingskwetsbaarheid wordt beschouwd als een groot nadeel voor gebruik in toepassingen voor openbare kritieke infrastructuur. Daarom is het gebruik van het UNB-netwerk in openbare infrastructuur zoals verkeerslichten, CCTV en ATM niet aanwezig.
Mobiele IoT
- Cellulair IoT biedt medium/zeer hoge bandbreedte, lage latentie (snelle tweerichtingscommunicatie)
- Deze netwerktopologie ondersteunt alle markttoepassingen van het LoRA/UNB-type, evenals toepassingen die real-time communicatie nodig hebben, zoals geldautomaten, verkeerslichten, beveiligingscamera's, openbare parkeersystemen, slimme verlichting en andere Smart City toepassingen.
- Verscheidene miljard apparaten werken tegenwoordig op een mobiel netwerk.
- Alle mobiele telefoons ter wereld maken gebruik van Cellular IoT.
Ongelicentieerd versus gelicentieerd (gereguleerd) spectrum
UNB
- UNB werkt op spectrum zonder vergunning (868 – 869.6 MHz of 910 – 923.5 MHz). Dit is vrije en ongereguleerde frequentiebandbreedte.
- Aangezien 868 MHz/915 MHz een vrij, niet-gelicentieerd en niet-gereguleerd frequentiespectrum is, werken veel goedkope apparatuur, van kinderspeelgoed tot drones, op deze frequentiebanden.
- De kans op interferentie en jamming op niet-gelicentieerd spectrum (storing in de radiocommunicatie door meerdere toepassingen die van het spectrum gebruikmaken) is aanzienlijk groter.
- Er is geen garantie dat dit spectrum zonder vergunning na 2028 zal worden gebruikt.
- Vanwege de gemakkelijke kwetsbaarheid voor inbreuken op de beveiliging, eisen veel landen formele goedkeuring van de National Telecom Regulatory Authority (TRA) om UNB te gebruiken voor openbare infrastructuurgerelateerde projecten.
Mobiele IoT
- Lokale telecomoperators kopen het gelicentieerde spectrum om lokale mobiele netwerken te exploiteren (licentie wordt beheerd door 3GPP wereldwijde alliantie en verleend door de nationale overheid)
- Alle verbindingen worden gecontroleerd, geverifieerd en pas daarna toegelaten tot het netwerk
- Lokale Telecom Operators beheren actief de netwerken vaak met 24 x 7 beschikbaarheid van diensten, waardoor een hoge betrouwbaarheid behouden blijft
Servicekwaliteit & SLA
UNB
- UNB is een eigen netwerk. Slechts een paar particuliere bedrijven kunnen een UNB-gateway leveren.
- Als een gemeente haar UNB-netwerk wil beheren, dan moet haar IT-organisatie zorgen voor de SLA en de netwerkbeschikbaarheid.
- De gemeente heeft geschoold personeel nodig voor netwerkonderhoud, noodback-up, geschoold personeel voor herstel van het netwerk, netwerkbeveiliging, enz. Dit is voornamelijk om storingsscenario's te beheren - als UNB wordt gebruikt in openbare kritieke infrastructuur
Mobiele IoT
- Lokale telecomoperator biedt gegarandeerde toewijzing van middelen die nodig zijn voor beheerde Quality of Service (QoS), uptime is vaak zo hoog als 99,99%
- Lokale Telecom Operators bieden verschillende Service Level Agreements (SLA's) aan, inclusief beschikbaarheidsgaranties voor de verschillende netwerktopologieën
- NB-IoT en LTE-CATM1 gebruiken 3G, 4G en 5G gelicentieerd spectrum van de Telecom Operators, en daarom zijn alle SLA's en beschikbaarheidsgaranties van toepassing op deze netwerktopologie
- Met andere woorden, gemeente hoeft zich geen zorgen te maken over het netwerkbeheer (hetzelfde als netwerk voor mobiel)
Standaard
UNB
- UNB wordt aangeboden door een particulier bedrijf. Het is niet overgenomen door de grote telecomoperators. Telecomoperator kan geen ondersteuning bieden als er een probleem is in zo'n particulier netwerk
Security
UNB
- UNB is een particulier eigen netwerk. Elke inbreuk op de beveiliging van het netwerk kan alleen worden opgelost door het particuliere bedrijf dat de hardware-apparatuur heeft geleverd.
- 868 MHz/ 915 MHz frequentiespectra die door UNB worden gebruikt, zijn gratis, zonder vergunning en niet gereguleerd, en daarom overwegen openbare kritieke infrastructuur zoals verkeerslichten, beveiligingscamera's en geldautomaten nooit om UNB te gebruiken.
- UNB-gateways worden door hun ontwerp vaak beschouwd als een single point-of-failure. Dergelijke gateways in het publieke domein zijn kwetsbaar voor inbreuken op de beveiliging. Als een gateway uitvalt, worden duizenden apparaten onbereikbaar.
Mobiele IoT
- Sterke netwerkbeveiliging op basis van wereldwijde 3GPP-standaarden
- Het blijft een wereldwijde standaard met de hoogste beveiligingsniveaus (met continue updates) vandaag in de branche
- Openbare kritieke infrastructuur zoals verkeerslichten, beveiligingscamera's en geldautomaten zijn voor de dagelijkse werking afhankelijk van het mobiele IoT-netwerk
Software- en beveiligingsupdates op afstand
UNB
- UNB-netwerk kan OTA ondersteunen, afhankelijk van de grootte van het netwerk.
- Een dergelijke OTA kan echter enige tijd duren. Dit kan variëren van enkele uren tot enkele weken, afhankelijk van de grootte en afstand van het netwerk.
- Zowel de UNB-gateway als de UNB-apparaten moeten continu online zijn om een dergelijke OTA-update te laten werken
Mobiele IoT
- Door beschikbaarheid van goede bandbreedte en snelheid kunnen controllers op basis van mobiel netwerk (verspreid over stad of gemeente) binnen enkele minuten volledig automatisch worden geüpdatet
Complexiteit van installatie
UNB
- UNB-netwerkgebaseerde straatlantaarns hebben meerdere gateways nodig
- Dit vereist een gedetailleerd netwerkontwerp (bijvoorbeeld hoeveel gateways er nodig zijn, waar ze moeten worden geïnstalleerd, is er een lijn van de site, enz.). Dit vraagt ook om specifieke kennis en expertise van het montageteam
- Het interventieproces, in het geval van een gatewaystoring, moet ook goed worden gedocumenteerd/gepland
Mobiele IoT
Connectiviteitskosten
UNB
- Net als LoRA wordt het UNB-netwerk vaak op de markt gebracht als een "gratis" netwerk. Helaas is dit echter niet waar
- Als de gemeente UNB-netwerk in de stad aanlegt, dan is zij zelf verantwoordelijk voor het beheer, de monitoring en het onderhoud van het netwerk. Er moeten personeel en middelen worden geworven en opgeleid om de Gateways te beheren
Mobiele IoT
- De kosten voor mobiele M2M/IoT-connectiviteit vormden een van de grootste belemmeringen voor de acceptatie van slimme straatverlichtingstoepassingen. Deze kosten zijn de afgelopen vijf jaar echter aanzienlijk gedaald.
- Tegenwoordig bieden verschillende MVNO's en lokale telecomoperators connectiviteit aan voor $ 15 tot $ 20 gedurende 10 jaar per controller-apparaat. Met andere woorden, er zijn geen maandelijkse abonnementskosten te betalen.
- Dit is een uitstekende nieuwe ontwikkeling in de branche. Daarom steeds meer slimme stadstoepassingen, waaronder slimme straatverlichtingsprojecten, zijn begonnen met het gebruik van een mobiel IoT-netwerk.
Conclusie
Te gebruiken zowel Mobiele IoT en UNB hebben hun eigen verdiensten bij het overwegen van de toepassing van slimme straatverlichting.
UNB-voors en tegens voor slimme straatverlichting
UNB-communicatienetwerk maakt gebruik van niet-gelicentieerd en niet-gereguleerd frequentiespectrum (863 - 870 MHz / 910 - 923.5 MHz). Het is gratis te gebruiken. Het biedt een bredere dekking. Elke Gateway kan 100 – 3000 apparaten ondersteunen. En daarom wordt de frequentie van 868 MHz/910 MHz gebruikt door veel fabrikanten van goedkope apparatuur, van kinderspeelgoed tot drones.
UNB Gateways worden echter beschouwd als een single point of failure. Ook worden de beperkte bandbreedte en de beveiligingskwetsbaarheid als een groot nadeel beschouwd voor gebruik in openbare kritieke infrastructuurtoepassingen. Daarom is het gebruik van het UNB-netwerk in openbare infrastructuur zoals verkeerslichten, CCTV en ATM niet aanwezig. Steden kunnen overwegen om het UNB-netwerk te gebruiken voor slimme straatverlichtingstoepassingen vanwege de lage kosten, maar beveiligingsaspecten moeten volledig worden onderzocht en gedocumenteerd.
Mobiele IoT-voor- en nadelen voor slimme straatverlichting
Mobiele IoT netwerk wordt tegenwoordig door miljarden apparaten gebruikt. Beheerd door wereldwijd normalisering en beveiligingsallianties, biedt Cellular IoT een van de bekendste veiligheid standaard vandaag beschikbaar. Mobiele connectiviteit wordt zowel gebruikt door consumenten (smartwatches, mobiele telefoons), professionals (slimme meters, industriële machines). openbare kritieke infrastructuur (energienetwerken, verkeerslichten, waterpompen, geldautomaten, CCTV) toepassingen.
In het verleden waren de eigendomskosten een van de belangrijkste belemmeringen voor het gebruik van Cellular IoT, omdat er één simkaart / esim per controller nodig is. Deze kosten zijn de afgelopen 5 – 8 jaar echter aanzienlijk gedaald. Tegenwoordig bieden verschillende MVNO's en lokale telecomoperators een mobiele IoT-verbinding aan voor US $ 15 - $ 20 met een all-inclusive dekking voor 10 jaar. Dat betekent US $ 1.5 - $ 2 voor all-inclusive connectiviteit voor een jaar. Bovendien hoeft de gemeente zich geen zorgen te maken over netwerkplanning of het onderhouden van de lokale Gateways gedurende meerdere jaren.
Daarom hebben we vastgesteld dat steeds meer steden over de hele wereld adopteren Mobiele IoT voor hun slimme straatverlichtingsprojecten. Onderzoek laat zien dat dit trend wordt vervolgd.
Vragen?
Slimme straatverlichting bieden duidelijk veel voordelen. Het is een de facto standaard geworden in veel nieuwe LED-straatverlichtingsinstallaties over de hele wereld. We hopen dat dit artikel u technische en commerciële inzichten heeft gegeven bij het kiezen tussen UNB en Cellular IoT voor slimme straatverlichting en slimme steden.
Heeft u vragen of feedback? Meer weten? Neem dan gerust contact met ons op via info@tvilight.com.