Soluverkko (3G/4G/5G)

Kuluttajien matkaviestinmarkkinoilla vakiintuneet matkaviestinverkot tarjoavat luotettavan laajakaistayhteyden, joka tukee erilaisia äänipuheluita ja videon suoratoistosovelluksia. Huonona puolena on kuitenkin se, että niiden käyttökustannukset ja tehovaatimukset ovat erittäin korkeat.

Vaikka matkaviestinverkot eivät ole käyttökelpoisia suurimmassa osassa IoT-sovelluksia, joissa käytetään akkukäyttöisiä sensoriverkkoja, ne sopivat hyvin tiettyihin käyttötapauksiin, kuten kytkettyihin autoihin tai kuljetus- ja logistiikka-alan ajoneuvokannan hallintaan. Esimerkiksi auton sisäinen infotainment, liikenteen reititys, kehittyneet kuljettajan apujärjestelmät (ADAS) sekä laivaston telematiikka- ja seurantapalvelut voivat kaikki tukeutua kaikkialla läsnä olevaan ja suuren kaistanleveyden omaavaan soluverkkoyhteyteen.

Soluverkkojen seuraavan sukupolven 5G:llä, jossa on suurnopeusliikkuvuutta tukeva tuki ja erittäin matala viive, on tulevaisuus autonomisille ajoneuvoille ja lisätylle todellisuudelle. 5G:n odotetaan myös mahdollistavan reaaliaikaisen videovalvonnan julkista turvallisuutta varten, lääketieteellisten tietokokonaisuuksien reaaliaikaisen mobiilitoimituksen yhdistettyä terveydenhuoltoa varten sekä useita aikasidonnaisia teollisuusautomaatiosovelluksia tulevaisuudessa.

Suositellaan myös sinulle:

Zigbee ja muut mesh-protokollat

Zigbee on lyhyen kantaman, pienitehoinen langaton standardi (IEEE 802.15.4), jota käytetään yleisesti mesh-topologiassa kattavuuden laajentamiseksi välittämällä anturidataa useiden anturisolmujen välityksellä. LPWAN:iin verrattuna Zigbee tarjoaa suuremmat tiedonsiirtonopeudet, mutta samalla sen tehotehokkuus on paljon alhaisempi mesh-konfiguraation vuoksi.

Fyysisen lyhyen kantamansa (< 100 m) vuoksi Zigbee ja vastaavat mesh-protokollat (esim. Z-Wave, Thread jne.) soveltuvat parhaiten keskipitkän kantaman IoT-sovelluksiin, joissa solmuja on jaettu tasaisesti lähekkäin. Tyypillisesti Zigbee täydentää erinomaisesti Wi-Fi-verkkoa erilaisissa kotiautomaation käyttötapauksissa, kuten älykkäässä valaistuksessa, HVAC-ohjauksessa, turvallisuuden ja energianhallinnassa jne. – hyödyntäen kodin anturiverkkoja.

Ennen LPWANin syntymistä mesh-verkkoja on toteutettu myös teollisuudessa tukemalla useita etävalvontaratkaisuja. Ne eivät kuitenkaan ole läheskään ihanteellisia monille maantieteellisesti hajautetuille teollisuuslaitoksille, ja niiden teoreettista skaalautuvuutta haittaavat usein yhä monimutkaisemmat verkkoasennukset ja -hallinta.

Bluetooth ja BLE

Bluetooth on langattomien henkilökohtaisten lähiverkkojen kategoriaan kuuluva lyhyen kantaman viestintätekniikka, joka on hyvin asemoitunut kuluttajamarkkinoilla. Bluetooth Classic oli alun perin tarkoitettu pisteestä pisteeseen tai pisteestä monipisteeseen (enintään seitsemän orjasolmua) tapahtuvaan tiedonsiirtoon kuluttajalaitteiden välillä. Virrankulutuksen kannalta optimoitu Bluetooth Low-Energy otettiin myöhemmin käyttöön pienimuotoisia IoT-kuluttajasovelluksia varten.

BLE-yhteensopivia laitteita käytetään useimmiten yhdessä elektronisten laitteiden, tyypillisesti älypuhelinten, kanssa, jotka toimivat keskittimenä tiedonsiirrossa pilvipalveluun. Nykyään BLE on laajalti integroitu kuntoilu- ja lääketieteellisiin puettaviin laitteisiin (esim. älykellot, glukoosimittarit, pulssioksimetrit jne.) sekä Smart Home -laitteisiin (esim. ovilukot) – jolloin tiedot välitetään kätevästi älypuhelimiin ja visualisoidaan älypuhelimissa.

Bluetooth Mesh -määrittelyn julkaisulla vuonna 2017 pyritään mahdollistamaan BLE-laitteiden skaalautuvampi käyttöönotto erityisesti vähittäismyyntiä koskevissa konteksteissa. Monipuolisia sisätilojen paikannusominaisuuksia tarjoavia BLE-majakkaverkkoja on käytetty uusien palveluinnovaatioiden, kuten myymälänavigoinnin, personoitujen myynninedistämistoimien ja sisällön toimittamisen, avaamiseen.

Wi-Fi

Wi-Fi:tä ei käytännössä tarvitse selitellä, kun otetaan huomioon sen kriittinen rooli suuren läpimenotehon tiedonsiirrossa sekä yritys- että kotiympäristöissä. IoT-alalla sen suuret rajoitukset kattavuuden, skaalautuvuuden ja virrankulutuksen suhteen tekevät teknologiasta kuitenkin paljon harvinaisemman.

Wi-fi ei ole useinkaan toteuttamiskelpoinen ratkaisu akkukäyttöisten IoT-anturien suurille verkoille, erityisesti teollisuuden IoT- ja älyrakennusskenaarioissa. Sen sijaan se soveltuu pikemminkin sellaisten laitteiden yhdistämiseen, jotka voidaan liittää kätevästi pistorasiaan, kuten älykkäisiin kodin vempaimiin ja laitteisiin, digitaalisiin kyltteihin tai turvakameroihin.

Wi-Fi 6 – uusin Wi-Fi-sukupolvi – tuo mukanaan huomattavasti parannetun verkon kaistanleveyden (eli <9,6 Gbit/s), jolla parannetaan datan läpäisykykyä käyttäjää kohden ruuhkautuneissa ympäristöissä. Tämän ansiosta standardi on valmis parantamaan julkista Wi-Fi-infrastruktuuria ja muuttamaan asiakaskokemusta uusilla digitaalisilla mobiilipalveluilla vähittäiskaupan ja massaviihteen aloilla. Myös autojen tietoverkkojen ja ajoneuvon sisäisen diagnostiikan odotetaan olevan Wi-Fi 6:n mullistavin käyttötapaus. Kehitys vie kuitenkin todennäköisesti vielä jonkin aikaa.

RFID

Radiotaajuustunnistus (RFID) käyttää radioaaltoja pienten tietomäärien lähettämiseen RFID-tunnisteesta lukijalle hyvin lyhyen matkan päähän. Tähän mennessä teknologia on mahdollistanut merkittävän vallankumouksen vähittäiskaupassa ja logistiikassa.

Kiinnittämällä RFID-tunnisteen kaikenlaisiin tuotteisiin ja laitteisiin yritykset voivat seurata varastojaan ja omaisuuttaan reaaliajassa, mikä mahdollistaa paremman varasto- ja tuotantosuunnittelun sekä optimoidun toimitusketjun hallinnan. Kasvavan IoT-käyttöönoton ohella RFID on edelleen vakiintunut vähittäiskaupan alalle, mikä mahdollistaa uusia IoT-sovelluksia, kuten älyhyllyt, itsekassat ja älypeilit.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kullakin IoT-vertikaalilla ja -sovelluksella on omat ainutlaatuiset verkkovaatimuksensa. Parhaan langattoman tekniikan valitseminen IoT-käyttötapaukseen tarkoittaa kriteerien tarkkaa punnitsemista kantaman, kaistanleveyden, QoS:n, tietoturvan, virrankulutuksen ja verkonhallinnan osalta.