Διαθεσιμότητα NB-IoT και LoRaWAN

Συνέντευξη του Μανώλη Νικηφοράκη, CEO της Ex Machina,  στον Γιάννη Μουρατίδη. Δημοσιεύθηκε στο περιοδικό netweek, τεύχος 403, Απριλίου 2017.

Τα υπάρχοντα ευρείας χρήσης ασύρματα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα δεν έχουν σχεδιαστεί για να εξυπηρετούν περιοχές που βρίσκονται μακριά από σταθμούς βάσεις,, δεν έχουν σχεδιαστεί για μεταφορές μικρού όγκου δεδομένων και αναγκάζουν τις συσκευές να καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Οι παράγοντες αυτοί είναι πολύ σημαντικοί για τις συσκευές που θα ανήκουν στο Internet of Things. Ποιες λύσεις υπάρχουν για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα;

Η τυπική προσέγγιση για IoT λύσεις με απαιτήσεις large scale, long range επικοινωνίες, ήταν μέχρι πρόσφατα η τεχνολογία 2G (GSM / GPRS) η οποία πλέον έχει αρχίσει να καταργείται σε κάποιες χώρες από μεγάλους telco για να ελευθερώσει φάσμα για το 4G. Υπεύθυνο για την εξέλιξη των επικοινωνιακών standards 3G/4G/5G είναι το 3GPP. Η μανία της εποχής για περισσότερο bandwidth/ταχύτητα, έκανε το 3GPP να ξεχάσει να αντικαταστήσει το GSM όταν σχεδίαζε το 3G/ 4G και έτσι σήμερα οι telco παγκοσμίως προσφέρουν ασύρματες επικοινωνίες ακατάλληλες για κάποιες IoT εφαρμογές, λόγο πολυπλοκότητας hardware, υψηλή κατανάλωση ενέργειας και συνολικά μεγάλο κόστος.

Για παράδειγμα φανταστείτε ένα οποιοδήποτε smart city σενάριο με smart meters νερού ή φυσικού αερίου. Οι μετρητές αυτοί έχουν μια πολύ απλή δουλειά, να στέλνουν περιοδικά τις μετρήσεις τους σε ένα κεντρικό σύστημα, με όσο το δυνατόν χαμηλότερο κόστος, και μέγιστη διάρκεια ζωής. Το 3G/4G δίκτυο είναι ακατάλληλο για αυτή την εφαρμογή, γιαυτό μέχρι σήμερα έχουμε δει μονό λίγες υλοποιήσεις βασισμένες σε GSM/GPRS ή Wireless M-Bus (short range) με αρκετά μειονεκτήματα

Την καθυστέρηση του 3GPP εκμεταλλεύτηκαν τα τελευταία χρόνια διάφορες εταιρίες εστιάζοντας σε Low-Power Wide-Area (LPWA) τεχνολογίες που έχουν όντως σχεδιαστεί για τις ανάγκες του IoT.
Με χαμηλό κόστος hardware ($2), χαμηλή κατανάλωση (μέχρι και 10 χρόνια ζωής για smart meter use cases) και επικοινωνίες σε εξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις (αρκετά χιλιόμετρα) από τον σταθμό βάσης. LPWA τεχνολογίες όπως Sigfox, LoRa, Ingenu, Weightless με πολύ καλύτερα χαρακτηριστικά απο GSM, έχουν αρχίσει να κάνουν πραγματικότητα το IoT και τα διάφορα σενάρια smart city, αναπτύσσοντας παράλληλα και ένα νέο παγκόσμιο IoT wireless infrastructure.

Έτσι αναγκάστηκε το 3GPP να επιταχύνει και πρόσφατα κατέληξε στα extended Coverage GSM for the Internet of Things (EC-GSM-IoT), Long-Term Evolution for Machines (LTE-M) και Narrow-Band Internet of Things (NB-IoT), με τους telco να “τρέχουν” να κάνουν πιλοτικά και press releases.

Κάθε νέο τηλεπικοινωνιακό πρωτόκολλο έχει συνήθως παραπάνω από μια υλοποιήσεις με αποτέλεσμα να δημιουργούνται εμπόδια στην επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών ομάδων συσκευών. Θεωρητικά η επιτυχία του IoT βασίζεται στην κατάργηση των silos. Πως θα επιλυθεί αυτό το πρόβλημα;

Όντως, υπάρχει ένας πόλεμος μεταξύ των μεγάλων κατασκευαστών και μάλλον θα έχουμε ασυμβατότητες ακόμα και μέσα στις λύσεις των telco με το ίδιο όνομα (π.χ Huawei NB-IoT vs Nokia-Ericsson NB-IoT) αλλά το πρόβλημα των data silo έτσι και αλλιώς μάλλον θα λυθεί σε πιο πάνω επίπεδα, στο cloud. Γενικά στα επόμενα χρόνια θα συνυπάρχουν πολλές τεχνολογίες LPWAN, μεγαλώνοντας το fragmentation, αλλά απο την άλλη ο ανταγωνισμός πιέζει τις τιμες στο κατώτατο όριο. Για παράδειγμα στο LTΕ-M αναμένεται το κόστος hardware να ειναι στα ~8$ και η συνδρομή ~2$ τον μήνα, ενώ βλέπουμε χαμηλότερες τιμές σε ήδη υπάρχοντα δίκτυα IoT οπως στο Sigfox.

Τα υπάρχοντα ασύρματα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα είναι εύκολα αναβαθμίσιμα στα νέα πρωτόκολλα ή θα χρειαστεί ριζική επένδυση των telcos για να προσφέρουν υπηρεσίες;

Σε γενικές γραμμές ναι, τα πρωτόκολλα των telco υπόσχονται rollout με firmware upgrade στoυς σταθμούς, αλλά η πραγματικότητα είναι πολύ πιο σύνθετη και θα είναι κοστοβόρα και χρονοβόρα διαδικασία πέρα απο τα τεχνικά θέματα. Όλοι οι μεγάλοι telco έχουν κάνει ήδη δοκιμαστικές λειτουργίες σε NB-IoT ή LTE-M και διαφημίζουν διαθεσιμότητα μέσα στο 2017 όμως νομίζω οτι ακόμα και αν τα δίκτυα είναι έτοιμα μέχρι το τέλος του 2017, θα χρειαστεί χρόνος για να να δημιουργηθούν νέα πακέτα/υπηρεσίες να εκπαιδευτεί το προσωπικό, να προσαρμοστούν τα billing συστήματα, κτλ, και μέχρι τοτε κινδυνεύει να χάσουν μερίδιο αγοράς από τις εναλλακτικές προσεγγίσεις LPWAN. Γενικά το LPWAN των telco έχει ήδη αργήσει και θα χρειαστεί αρκετό χρόνο και χρήμα ακόμα μέχρι να είναι πραγματικά διαθέσιμο και θα δυσκολευτούν να αποσβέσουν αμεσα την επένδυση τους. Ίσως γιαυτό κάποιοι telco, στο εξωτερικό, υιοθέτησαν και κάνουν ήδη rollout LoRaWAN δίκτυα σε εθνικό επίπεδο. Παρόλα αυτά μακροπρόθεσμα μετά το 2023 και το 5G, οι telco τελικά θα κερδίσουν την μάχη στις επικοινωνίες του IoT.

Αν υποθέσουμε ότι μια εταιρεία θέλει να υλοποιήσει άμεσα ένα large scale ΙοΤ έργο, το οποίο περιλαμβάνει και έλεγχο αντικειμένων εκτός των τηλεπικοινωνιακά πυκνών αστικών κέντρων. Υπάρχουν άμεσα διαθέσιμες λύσεις για την υλοποίηση αυτού του έργου. Είναι οι λύσεις αυτές ώριμες σε επίπεδο επιδόσεων, ασφάλειας και αξιοπιστίας ή η εταιρεία σε σύντομο χρονικό διάστημα θα χρειαστεί να καταργήσει την επένδυση;

Υπάρχουν άμεσα διαθέσιμες, αξιόπιστες λύσεις. Οι δυο πιο δημοφιλείς είναι η Sigfox διαθέσιμο σε ~30 χώρες αλλά οχι στην Ελλάδα και η πιο ανοιχτή προσέγγιση του LoRaWAN alliance, που βασίζεται στην τεχνολογία LoRa (unlicensed spectrum) και έχει ήδη εφαρμοστεί με επιτυχία σε ΙοΤ έργα στην χώρα μας. Το κόστος των LoRaWAN gateways είναι τόσο χαμηλό (απο €200 εως €1500) και το range τόσο μεγάλο (αρκετα χλμ LoS) που επιτρέπει σε μικρές εταιρίες να αναπτύξουν γρήγορα και εύκολα δική τους ασύρματη υποδομή LPWAN άμεσα, χωρίς να περιμένουν τους telco, και να εκμεταλλευτούν τις δωρεάν επικοινωνίες αλλά και το χαμηλό κόστος (€2 – €10) communication hardware για τους αισθητήρες τους. Δεν βλέπω κάποιο λόγο να καταργήσει μια private LPWAN επένδυση μια εταιρία στο μέλλον, εφόσον καλύπτει τις ανάγκες της. Το ανάποδο θεωρώ πιο επικίνδυνο, μια εταιρία να επενδύσει σε 2G και να καταργηθεί σε ενα χρόνο ή να περιμένει το ΝΒΙοΤ και ο ανταγωνισμός της να προχωρήσει με τις εναλλακτικές LPWAN προσεγγίσεις.

Σε κάθε περίπτωση θα πρότεινα σε εταιρίες που προβληματίζονται με τον ψηφιακό / IoT μετασχηματισμό τους, να ακολουθήσουν agile προσέγγιση, δηλαδή να κάνουν μικρά πιλοτικά, ώστε να ξεπεράσουν γρήγορα τις πρώτες δυσκολίες και να προχωρήσουν στις νέες δυνατότητες και ευκαιρίες που προσφέρει το ΙοΤ.

MN

By |2017-05-11T13:37:46+00:00May 3rd, 2017|Business, EL, LPWAN|Comments Off on Διαθεσιμότητα NB-IoT και LoRaWAN