Negozio
Le soluzioni LoRaWAN dispongono oggi della più grande quantità e varietà di sensori. Inoltre, sono emerse prima del 5G ecosistema ed è la soluzione end-to-end più affidabile oggi disponibile. Le soluzioni LoRaWAN sono implementate in oltre 140 paesi in tutto il mondo. Inoltre, esperti e analisti IoT prevedono che le soluzioni LoRaWAN rappresenteranno oltre l'80% del mercato LPWAN nel prossimo decennio. In questo articolo, cercheremo di capire se LoRaWAN mostrerà un trend dominante o se coesisterà con il 5G.
Sviluppo di LoRaWAN Soluzioni
LoRaWAN è molto efficace per reti radio a lungo raggio, wireless e a bassa potenza. Opera su bande di frequenza non soggette a licenza. Pertanto, può essere implementato senza alcuna difficoltà. Di conseguenza, è più facile e conveniente per i dispositivi con ingombro ridotto comunicare con altri framework e dispositivi su larga scala.
Le soluzioni LoRaWAN sono piuttosto semplici da comprendere. La comunicazione tra reti a stella è analoga a una conversazione in classe. Il gateway è in grado di comunicare con i nodi e i nodi sono liberi di fare lo stesso.
Supponiamo che la tua soluzione LoRaWAN abbia un nodo e quattro gateway. In tal caso, i nodi trasmetteranno casualmente nello spettro radio. Il gateway che riceve la trasmissione la intercetterà e la inoltrerà al cloud. È molto probabile che tutti i gateway ascoltino il messaggio e lo inoltreranno al cloud. Questo elimina il rischio di perdita di dati dovuta a collegamenti di comunicazione deboli o interferenze di qualsiasi tipo.
Una volta che il messaggio raggiunge il cloud, il sistema genererà una ricevuta di conferma. Tuttavia, questo processo non è automatico. Affinché funzioni, i nodi nelle soluzioni LoRaWAN dovranno richiedere ricevute di conferma. Se un nodo richiede una conferma, il cloud sceglie un gateway a cui rispondere dopo un intervallo di tempo fisso. Questo aggiunge un ulteriore livello di garanzia della qualità. Quasi tutti i sistemi LPWAN dispongono di più canali di ricezione e LoRaWAN non fa eccezione. Le soluzioni LoRaWAN sono in grado di ricevere fino a 8 messaggi contemporaneamente su canali di frequenza diversi.
Sfide nello sviluppo del 5G
Come ogni tecnologia emergente, anche il 5G si trova ad affrontare alcune sfide durante il suo sviluppo. Esamineremo alcune di queste sfide in questa sezione.
- Costi di produzione e prezzi al dettaglio
Costruire una rete 5G è costoso perché richiede risorse sofisticate. I piani 5G comporteranno costi iniziali elevati, poiché non è semplice come costruire un ulteriore livello su una rete esistente. Questo perché il 5G è una tecnologia completamente diversa. Secondo gli analisti di mercato, la spesa totale per il 5G raggiungerà gli 88 miliardi di dollari prima che una soluzione valida arrivi sul mercato. Pertanto, gli elevati costi di produzione rappresentano un ostacolo notevole.
- Bande di frequenza limitate
Gli attuali LTE operano su bande di frequenza inferiori a 6 GHz. Tuttavia, il 5G richiede bande di frequenza fino a 3000 GHz. Sebbene queste bande abbiano una capacità maggiore e promettano velocità più elevate, la loro concessione in licenza rappresenta una grande sfida. L'ottenimento delle licenze per queste bande richiederà molto probabilmente una gara d'appalto prima dell'implementazione delle rispettive soluzioni 5G. Solo negli Stati Uniti, la gara d'appalto per la banda a 28 GHz ha raggiunto i 690 milioni di dollari entro la fine del 2018.
- Mancanza di supporto del dispositivo
Si parla molto della produzione di smartphone e altri dispositivi che supportano il 5G. Tuttavia, la loro disponibilità è legata alla velocità con cui il 5G diventerà realtà e ai costi di produzione. Pertanto, è certo che non vedremo molti dispositivi con supporto 5G per alcuni anni a venire.
- Copertura e distribuzione
Il 5G offre un aumento significativo di larghezza di banda e velocità. Tuttavia, ha una portata limitata. Pertanto, richiederà ulteriori infrastrutture prima di una sua diffusione su larga scala. Le frequenze più elevate implicano anche che le onde radio siano altamente direzionali. Pertanto, è più facile indirizzarle. Questa pratica è chiamata beamforming e presenta il rischio di essere sfruttata.
Un'altra sfida è rappresentata dal fatto che le antenne 5G sono in grado di gestire una maggiore quantità di dati, ma hanno una copertura a corto raggio. Le stazioni base e le antenne stanno diventando sempre più piccole, ma dobbiamo installarle su case o edifici. Le città intelligenti dovranno installare ripetitori aggiuntivi per consentire la diffusione delle onde su distanze maggiori. Di conseguenza, manterranno velocità di trasmissione costanti nelle aree densamente popolate. È quindi abbastanza chiaro che la rete 5G richiederà del tempo per maturare.
In futuro, intendiamo sostituire i router e i modem Wi-Fi con piccole celle 5G. In questo modo, potremo portare le connessioni 5G nelle nostre case e nelle piccole imprese. Sostituiremo quindi le connessioni internet cablate convenzionali. Di conseguenza, estendere l'accesso al 5G nelle aree rurali rappresenta una grande sfida.
- Privacy e sicurezza
Garantire sicurezza e privacy è una grande sfida per qualsiasi tecnologia basata sui dati. Tuttavia, il 5G dovrà garantire misure di sicurezza contro le minacce informatiche più sofisticate e standard. L'Authentication and Key Agreement (AKA) è un sistema per stabilire la fiducia tra le reti, e il 5G ne fa parte. Questo permetterà di tracciare le persone nelle vicinanze attraverso la posizione dei loro dispositivi intelligenti. Permetterà persino di intercettare le chiamate in corso.
Pertanto, è responsabilità degli sviluppatori 5G garantire la sicurezza digitale dei propri clienti e tutelare la loro privacy. La connettività aumenterà sicuramente con l'aumento della velocità dei dati rispetto ai livelli attuali. Pertanto, i servizi di virtualizzazione dei dati e i server cloud devono garantire una sicurezza assoluta e proteggere la privacy e i dati personali dei propri utenti. Tuttavia, gli utenti devono garantire maggiore attenzione e cautela nella condivisione dei propri dati sensibili.
Vantaggi delle soluzioni LoRaWAN su 5G
Ecco alcuni dei vantaggi di LoRaWAN rispetto al 5G,
- Conveniente ed economico
Le implementazioni LoRaWAN sono molto economiche e convenienti. Questo perché consumano pochissima energia e hanno una lunga durata della batteria. Inoltre, hanno dimensioni molto ridotte. Di conseguenza, i costi di installazione e manutenzione tendono a ridursi significativamente.
- Bande di frequenza senza licenza
LoRaWAN opera su bande di frequenza non soggette a licenza. Pertanto, è più facile e conveniente da implementare perché non sono previsti costi di licenza. Inoltre, consente un migliore supporto interpiattaforma e una migliore accessibilità.
- Supporto diffuso
LoRaWAN offre un supporto esteso a sensori e dispositivi di vario tipo. Richiede nodi semplici per funzionare, quindi non richiede framework sofisticati. Pertanto, può essere utilizzato per distribuzioni di massa e implementazioni IoT su larga scala.
- Copertura a lungo raggio
LoRaWAN supporta comunicazioni a lungo raggio autonomamente. Tuttavia, è possibile aumentarne ulteriormente la portata effettiva integrando un servizio cloud. Questo consente a LoRaWAN di comunicare efficacemente sia a lungo che a breve raggio. I nodi delle reti LoRaWAN comunicano trasmettendo prima i dati ai gateway più vicini, che poi trasferiscono i dati al server cloud. I gateway LoRaWAN sono efficienti nel captare i pacchetti di dati, quindi le possibilità di interferenze o rumore sono molto basse. Inoltre, è possibile aggiungere ulteriori livelli di sicurezza sotto forma di ricevute di conferma. Queste ricevute ci consentono di garantire la trasmissione fluida dei pacchetti di dati.
- Privacy
LoRaWAN ci permette di creare reti ibride pubblico-private. Questo ci permette di controllare l'accesso degli utenti a dati e informazioni classificati. Possiamo ideare filtri e implementare meccanismi di screening per evitare tentativi di attacco. Pertanto, LoRaWAN ci consente di avere un ampio controllo sul livello di privacy che desideriamo per la nostra rete.
Tendenze attuali e future di LoRaWAN e 5G
La profondità e la complessità dei casi d'uso del 5G fanno sì che la sofisticazione del 5G sia "eccessiva" per alcune reti. Ciò porterà alla necessità di una "tecnologia delle dimensioni giuste" per supportare le applicazioni esistenti sul mercato. Gli esperti di IoT sostengono che il 5G LTE offra prestazioni migliori, ma lo fa a scapito di alcuni parametri chiave. E questi parametri chiave sono ben coperti dalle soluzioni LoRaWAN. Gli esperti prevedono che LoRaWAN sfrutterà questa limitazione del 5G e cercherà di capitalizzarla. Gli analisti prevedono che il 5G potrebbe colmare in una certa misura il divario tecnologico. Tuttavia, c'è sempre spazio per soluzioni altamente mirate e specializzate come LoRaWAN.
Come potrebbero prevalere le soluzioni LoRaWAN?
Gli esperti del settore arrivano addirittura ad affermare che LoRaWAN rimarrà di fatto uno standard senza licenza anche nell'era del 5G. Sostengono che LoRaWAN sia più adatto all'adozione di massa in quanto offre un basso consumo di batteria e consente reti ibride pubblico-private. Gli sviluppi del 5G finora si sono concentrati su comunicazioni critiche e servizi a banda larga. Pertanto, non possiamo utilizzarli efficacemente per un'implementazione IoT su larga scala. Possiamo quindi concludere che LoRaWAN svolgerà sicuramente un ruolo importante nei futuri framework IoT grazie alle sue proprietà ottimali e alle sue caratteristiche promettenti.
Se stai pensando di implementare LoRaWAN per la tua implementazione IoT, sei nel posto giusto. MOKO Smart Possiamo aiutarti fornendoti i moduli LoRaWAN necessari, che potrai implementare in base alle tue esigenze. Non esitare a contattarci per maggiori informazioni sui nostri prodotti e servizi. Speriamo di sentirti presto.
Casi di utilizzo chiave delle soluzioni LoRaWAN
Le soluzioni LoRaWAN sono progettate per connettere a Internet dispositivi che richiedono una bassa trasmissione dati e una batteria limitata. Le sue caratteristiche la rendono ideale per le seguenti applicazioni:
Città intelligente
La trasmissione a lungo raggio di LoRaWAN, fino a 10 km, offre l'opportunità di costruire infrastrutture in vaste aree di città intelligenti. Inoltre, poiché può facilmente collegare un gran numero di nodi, la capacità anti-interferenza della rete è molto elevata e anche il posizionamento è molto preciso.
LoRaWAN è una soluzione pronta all'uso, facile da implementare e che migliora in modo evidente la gestione e il controllo dei sistemi delle città intelligenti in termini di previsioni sul trasporto pubblico, monitoraggio ambientale, illuminazione stradale e parcheggi intelligenti.
Contatori intelligenti e servizi di pubblica utilità
Le reti di servizi intelligenti si trovano spesso in luoghi non raggiungibili dai sensori delle reti 5G, quindi i vantaggi di LoRaWAN in questo ambito sono evidenti. La soluzione basata su LoRaWAN traduce le informazioni in azioni garantendo l'accesso e la portata necessari senza l'intervento manuale dei tecnici sul campo.
Le aziende di servizi pubblici tedesche integrano nella rete l'elettricità proveniente da fonti rinnovabili e nuovi utenti controllabili per ottenere un controllo sostenibile della transizione energetica.
Agricoltura basata sui dati
L'agricoltura intelligente utilizza sistemi e sensori LoRaWAN per raccogliere e analizzare dati allo scopo di migliorare l'efficienza lungo tutta la filiera di produzione alimentare, dalle letture della temperatura e dell'umidità al monitoraggio degli indicatori di salute del bestiame, fino al monitoraggio remoto di attrezzature agricole, colture e bestiame.
I dispositivi basati su Lora rappresentano un'alternativa economica all'infrastruttura 5G, che consente un'implementazione flessibile e non richiede frequenti sostituzioni della batteria.
Edificio intelligente
LoRaWAN inaugura una nuova era nello sviluppo di sistemi di gestione intelligente degli edifici grazie alle sue capacità di controllo remoto, basso consumo energetico, basso costo, notevoli capacità anti-interferenza e elevata penetrazione del segnale.
Inoltre, l'installazione della soluzione basata su LoRa è semplice e non interferisce con le operazioni amministrative. LoRaWAN integra una varietà di sistemi di facility management per la gestione e il monitoraggio centralizzati e intelligenti degli edifici. Può inoltre aiutare i facility manager a monitorare in tempo reale i dati relativi a consumi energetici, occupazione, condizioni ambientali e qualità dell'aria, migliorando l'efficienza dei costi e l'utilizzo ottimale delle risorse.
Assistenza sanitaria
Sotto la pressione dell'economia, molti giovani sono impegnati con la carriera e non hanno tempo ed energie per prendersi cura degli anziani a casa. Nel frattempo, il personale ospedaliero è impegnato ogni giorno. Pertanto, è necessario utilizzare LoRaWAN per garantire un'assistenza sanitaria senza barriere, semplificare la procedura di registrazione dei pazienti, localizzare le persone e ottenere uno scambio di informazioni più trasparente.
Catena di approvvigionamento e logistica
LoRaWAN può coprire lunghe distanze nelle catene di approvvigionamento e nella logistica. Applicazioni specifiche si riscontrano in settori come l'antifurto, la gestione delle flotte, il monitoraggio delle risorse, il monitoraggio dello stato dei conducenti e la manutenzione predittiva.
Quali sono i casi d'uso del 5G?
Le capacità di bassa latenza e elevata larghezza di banda del 5G hanno un impatto significativo sugli ecosistemi ad alta intensità di dati che necessitano di comunicazioni affidabili e in tempo reale.
Auto connesse e guida autonoma
Veicoli e trasporti, dotati di sistemi telematici sofisticati e fortemente dipendenti da letture e trasferimenti di dati in tempo reale tra molteplici sensori e sistemi IoT, rappresentano aree di primaria importanza per le soluzioni 5G. È possibile ottenere una grande quantità di dati, come la temperatura del veicolo, la posizione, la velocità e le condizioni del traffico, per migliorare il comfort e la sicurezza di guida.
Per far sì che le auto intelligenti possano leggere con precisione le condizioni del traffico in rapida evoluzione e reagire in una frazione di secondo, hanno bisogno di una tecnologia che garantisca un trasferimento di informazioni senza interruzioni tra migliaia di dispositivi IoT. Il potenziale del 5G di gestire comunicazioni con latenza prossima allo zero tra più dispositivi apre la strada all'interazione diretta tra veicoli e alla comunicazione tra veicoli e tutto (V2X), inclusi i sistemi di gestione dei dati sul traffico, i parchimetri e i lampioni.
Soluzione 5G per la salute intelligente
Il sistema medico 5G connette i dati provenienti da dispositivi indossabili con sistemi cloud-based e supporta consulenze da remoto di alta qualità con video in tempo reale. I dispositivi IoT basati sul 5G migliorano significativamente l'efficienza dell'assistenza preventiva e personalizzata, offrendo la possibilità di monitorare e trasmettere costantemente i parametri vitali dei pazienti. Ospedali e istituti di ricerca di tutto il mondo stanno sperimentando casi d'uso del 5G, tra cui soccorso d'urgenza a distanza, chirurgia a distanza, diagnosi online di esperti, visite di reparto mobili e monitoraggio intraospedaliero.
Secondo il rapporto della GSMA, entro il 5 il 1.2G coprirà almeno 2025 miliardi di connessioni in tutto il mondo.
Che ne dici di NB-IoT?
Alcuni dispositivi LoRa sceglieranno anche di connettersi alla rete NB-IoT, uno standard LPWAN sviluppato dalla stessa divisione che ha sviluppato i protocolli 4G e 5G.
In altre parole, è una tecnologia cellulare che implementa LoRaWAN e viene utilizzata per i dispositivi connessi al 4G. E una volta che il 5G sarà diffuso, le persone continueranno a usarlo per un po'.
Rispetto a Lora, NB-IoT offre una larghezza di banda maggiore. NB-IoT richiede solo software e non richiede un'infrastruttura specifica. Pertanto, questo tipo di rete può facilmente scalare fino a coprire milioni di dispositivi. Tuttavia, il numero di tali dispositivi è ancora molto inferiore a quello dei dispositivi LoRa.
Tuttavia, la tecnologia NB-IoT ha i suoi svantaggi. Il principale è che assorbe molta energia, quindi la batteria del dispositivo si scarica molto rapidamente.
Inoltre, NB-IoT ha requisiti di sicurezza relativamente elevati e utilizza una crittografia hop-by-hop obsoleta, mentre LoRaWAN utilizza la crittografia end-to-end, un moderno meccanismo standard di sicurezza.
Per i motivi sopra esposti, LoRa è un'alternativa 5G temporanea migliore rispetto a NB-IoT.
Soluzione MOKOSMART LoRaWAN pronta per l'implementazione
- MOKOSMART fornisce una soluzione LoRaWAN end-to-end, che comprende dispositivi end-to-end, gateway e piattaforme cloud per agevolare il time-to-market.
- Modulo LoRaWAN e kit di sviluppo
- Sensore LoRaWAN
- Tracker LoRaWAN
- Spina LoRaWAN
- Gateway LoRaWAN
