IoT-järjestelmien elinikä on pääsääntöisesti vuosia, mahdollisesti yli kymmenenkin vuotta ja päätelaitteet saattavat sijaita kaikkialla maailmassa. Valitun teknologian tulee olla teknisesti riittävän suorituskykyinen, kustannustasoltaan oikeassa suhteessa suunnitellun liiketoiminnan kannattavuuteen ja kilpailukykyinen elinkaarensa loppuun asti.
IoT-liityntäteknologiat voidaan karkeasti jakaa kahteen koriin: taajuuslisensoimattomiin lyhyen- ja keskipitkänmatkan teknologioihin, kuten BlueTooth, ZigBee, WiFi, Sigfox, LoRa ja mobiiliverkkojen lisensoituihin teknologioihin, kuten 2-5G, NB-IoT ja LTE-M. Jokaiselle näistä teknologioista on paikkansa sopivassa käyttökohteessa.
Käytännössä näitä vaihtoehtoja usein yhdistellään innovatiivisesti, jolloin esimerkiksi paikallinen liityntä tapahtuu lyhyenkantaman teknologialla ja datayhteys pilvensuuntaan mobiiliverkon teknologialla.
Jokaisella käyttökohteella on erityistarpeensa, jotka määrittävät sopivimman liityntäteknologian. Valinta kannattaa tehdä kolmesta eri näkökulmasta.
Ensimmäinen on tekninen suorituskyky, johon kuuluvat teknologian tarjoama kuuluvuusalue, energiatehokkuus, datansiirtonopeus, mobiilisuus, kommunikoinnin kaksisuuntaisuus ja tietoturva. Toinen näkökulma on kaupallinen, johon kuuluvat aloituskustannus, käyttökustannus ja kustannustehokas skaalautuvuus. Kolmantena tulevat valinnan yhteensopivuus kokonaisjärjestelmän muihin teknologioihin, standardoinnin vakaa kehittyminen ja toimittajien luotettavuus pitkällä jänteellä.
Todellisuudessa yksikään teknologia ei saane täysiä pisteitä kaikista näkökulmista ja lopullinen valinta on usein tasapainoinen kompromissi.
Miten yllämainitut liityntäteknologiat vertaantuvat toisiinsa?
- Lyhyen kantaman tarpeisiin soveltuvat hyvin Bluetooth, ZigBee ja Wi-Fi. Etuina ovat hyvät datansiirtonopeudet, laitteet ovat olleet pitkään markkinoilla ja hintataso on kohtuullinen. Heikkoutena on luonnollisesti lyhyt kantama.
- Low Power Wide Area (LPWA) teknologiat kuten Sigfox ja LoRa täydentävät markkinoiden kokonaistarjontaa mukavasti. Molempien vahvuus on vahva ekosysteemi, joka tarjoaa laajan valikoimaan ”avaimet käteen” päätelaitteita kohtuulliseen kokonaishintaan. Heikkoutena on lisensoimattomien siirtotaajuuksien myötä epävarmempi palvelutaso ja alhainen datansiirtokyky.
- Mobiiliverkkoteknologian (2-5G) vaihtoehdot tarjoavat suuren varmuuden tulevaisuudesta, korkean palvelutason ja tietoturvan, suuren datansiirtonopeuden ja kansainvälisen mobiliteetin. Heikkoutena on päätelaitteiden energiankulutus ja kustannustaso matalan kannattavuuden käyttökohteissa. Aiheesta lisää aikaisemmassa blogissani: ”2G, 3G, 4G, 5G – mitä väliä IoT:ssä?”
Nyt puhaltavat uudet tuulet mobiiliverkkojen IoT-ratkaisuissa ravistellen edellä mainittua vertailua merkittävästi. NB-IoT ja LTE-M teknologiat standardoitiin osana 4G-standardia vuonna 2016 ja käyttöönotto alkoi vuonna 2017. NB-IoT ja LTE-M tulevat aikanaan sulautumaan 5G-standardiin, jolloin niistä voidaan puhua puhtaina 5G-teknologioina.
Miksi nämä uudet mobiiliverkkopohjaiset IoT-teknologiat tuotiin markkinoille?
Ajatus on taklata juuri aikaisempia heikkouksia eli tuoda IoT-päätelaitteiden energiakulutus ja investointikustannus erittäin kilpailukykyiselle tasolle. Nyt kaikkein matalakatteisimmissakin käyttökohteissa mobiiliverkkopohjainen teknologia on yksi parhaista vaihtoehdoista ja päälle tulee jatkossakin varmuus teknologian pitkäikäisyydestä sekä tietoturvasta.
NB-IoT tarjoaa perinteiseen mobiiliteknologiaan verrattuna monia merkittäviä hyötyjä, joista energiatehokkuus on yksi keskeisimpiä. Yhteys on lepotilassa, kun sitä ei käytetä, mikä pidentää akun kestoa huomattavasti. Tätä tukee myös se, että valitut komponentit ovat tähän tarkoitukseen optimoituja. Siksi akun kesto pitenee monissa kohteissa jopa kymmeneen vuoteen. Tämä säästää energiaa, mutta erityisesti akun vaihtoon liittyvää työtä.
Samoin NB-IoT tuo paremman kuuluvuuden. NB-IoT kytketyt päätelaitteet voivat kommunikoida esimerkiksi kellareista, joista matkapuhelimella ei saa yhteyttä. Tyypillisiä käyttökohteita ovat sähkömittarit, kodinkoneet, seurantalaitteet ja älyvalaistus.
LTE-M:llä on taasen tarjolla suuremmat datansiirtonopeudet ja -volyymit. LTE-M kykenee siirtämään dataa symmetrisesti molempiin suuntiin 1 Mbit/s. LTE-M sopii myös erittäin hyvin reaaliaikaisiin käyttökohteisiin, koska viiveet ovat huomattavan lyhyitä (10–15ms) verrattuna NB-IoT vaihtoehtoon (1.6–10s).
LTE-M kytketyt päätelaitteet kykenevät normaalin matkapuhelimen tapaan siirtymään paikasta toiseen datayhteyden katkeamatta. Voice-over-LTE (VoLTE) on myös tuettu tälle teknologialle. Tyypillisiä käyttökohteita ovat logistiikka, turvajärjestelmät ja vanhusten turvarannekkeet.
Meillä DNA:lla NB-IoT ja LTE-M ovat jo tuttuja teknologioita. Olemme keränneet käytännön kokemusta teknologian toimivuudesta useiden asiakaspilottien kautta parin viimeisen vuoden aikana. Nyt keväällä olemme aktivoineet NB-IoT- ja LTE-M-verkot kaupalliseen käyttöön kattamaan kokonaisuudessaan DNA:n oman matkapuhelinverkon.
Lue lisää siitä, mitä nämä teknologiat voivat tarjota IoT-liiketoimintaasi.
