بگذارید با یک سوال واضح شروع کنیم!
چرا NB-IoT ؟همانطور که در مطلب شبکه گسترده کم‌توان (LPWAN) گفتیم، شبکه NB-IoT اتصال اشیاء را به یکدیگر امکان‌پذیر می‌کند. حدود ده سال است که از به وجود آمدن بازارLPWA ها (Low Power Wide Area) می‌گذرد و اکنون تکنولوژی جدیدی محسوب نمی‌شوند. تکنولوژی‌هایی که در حال حاضر در این بازار حضور دارند، پراکنده و غیراستاندارد هستند، به همین علت معایبی نظیر غیرقابل‌اعتماد بودن، امنیت کم و هزینه‌ی اجرایی و نگهداری بالا را دربردارند. علاوه بر این، پوشش دادن انشعابات جدید شبکه نیز پیچیده است. از سوی دیگر مدیریت کلان‌داده‌ها کاری دشوار است؛ بنابراین اپراتورها می‌توانند علاوه بر فروش واسط‌های کاربری، از طریق فروش و به اشتراک‌گذاری داده‌ها نیز با صنایع مرتبط همکاری کنند.
ایجاد بازار برای خدمات و کاربردهایی با توان مصرفی کم
گسترش IoT و رشد تقاضا برای LPWA
اینترنت اشیا (IoT) از تخیل به واقعیت تبدیل شده است. به نقل از سازمان بین‌المللی انرژی، تا سال ۲۰۲۰، بیش از ۱۴ میلیارد دستگاه بر بستر شبکه کار خواهند کرد. در این آمار تخمین زده می‌شود که ۳.۲ میلیارد نفر از اینترنت استفاده می‌کنند. اینترنت اشیا، گستره مرزهای اینترنت را از کامپیوترهای هدایت‌شده توسط انسان‌ها به دستگاه‌های هوشمند خودکار گسترش داده است. معمولاً این دستگاه‌ها برای نظارت و کاربری از راه دور به شبکه متصل می‌شوند و در بیشتر موارد، مصرف‌کنندگان تجاری و شخصی می‌توانند اپلیکیشن‌های IoT را از طریق گوشی‌ها و تبلت‌های هوشمند و اپلیکیشن‌هایی که به سرورهای وب متصل هستند، کنترل کنند.
بسیاری از اپراتورهای موبایل، بخش‌هایی از تجارت خود را به IoT/M2M (ارتباطات ماشین به ماشین) اختصاص داده‌اند تا به شرکت‌هایی که از مزایای اینترنت اشیا بهره می‌برند و تعدادشان روزبه‌روز در حال افزایش است، خدمات‌رسانی کنند. اپراتورهای بزرگ‌تر حتی به خدمت‌رسانی به بخش بزرگ‌تری از زنجیره ارزش روی آورده‌اند تا سود بیشتری کسب کنند. با وسعت یافتن بازار، بدیهی است که موارد استفاده بسیار بیشتری برای IoT ایجاد خواهد شد که شبکه‌های رادیویی سیار متداول، گزینه مناسبی برای پیاده‌سازی آن‌ها نیستند.
در بخش بلاگ ما بخوانید:
اینترنت اشیا چگونه فرآیندهای صنایع تولیدی را بهبود می‌بخشد؟
نقش اینترنت اشیا در صنعت بانکداری
چرا شبکه‌های رادیویی موجود، برای پیاده‌سازی اینترنت اشیا مناسب نیستند؟
دلایل این امر واضح است: پوشش شبکه، عمر باتری و هزینه دستگاه.
در بحث پوشش شبکه لازم به ذکر است که شبکه‌های رادیویی سیار موجود، از پوشش‌های منطقه‌ای بسیار خوبی در بازارهای ثابت برخوردار هستند. با این حال، بسیاری از «اشیا متصل» احتمالا در مناطق دوردست و به دور از ایستگاه‌های رادیویی شبکه سیار قرار دارند. بنابراین حتی اگر در این مناطق، پوششی موجود باشد معمولاً ضعیف است و این امر منجر به بالا رفتن توان مصرفی دستگاه‌های فرستنده و در نتیجه تمام شدن باتری در زمانی کوتاه خواهد شد. به‌علاوه، شبکه‌های سیار فعلی برای کاربری‌هایی که گه‌گاه میزان کمی از داده‌ها را می‌فرستند بهینه‌سازی نشده‌اند.
باتری‌هایی با عمر چندساله در کنار دستگاه‌های ارزان قیمت، با استانداردهای شبکه سیار امروزی تناسبی ندارند، چرا که از مکانیزم‌های صرفه‌جویی در انرژی پشتیبانی نمی‌کنند.
سومین جنبه مربوط به هزینه دستگاه است: دستگاه‌های موبایلی که با شبکه‌های GSM، 3G و LTE کار می‌کنند برای کاربری‌های متنوعی نظیر ارسال صدا، پیام و داده با سرعت بالا طراحی شده‌اند. با این حال، تجهیزاتNB-IoT از هیچ‌یک از این موارد استفاده نمی‌کنند و تنها لازم است که از میزان پایداری مناسبی برخوردار باشند و از آنجایی که حجم کمی از داده‌ها را ارسال می‌کنند نیاز به پهنای باند زیادی ندارند. بسیاری از تجهیزات مورداستفاده درNB-IoT به دستگاه‌های ارزان‌قیمت نیاز دارند؛ نه فقط به دلیل کارآیی بالا، بلکه به دلیل جنبه‌های عملی نظیر نصب آسان یا خطر دزدی.
به طور خلاصه، بازار قدرتمندی برای تقاضاهای رو به افزایش کابردهایNB-IoT وجود دارد، این در حالی است که شبکه‌هایی که بتوانند به درستی در اختیار این پروژه‌ها قرار بگیرند هنوز موجود نیستند. این پژوهش ترندهای موجود در بازار را برای اپلیکیشن‌های NB-IoT بررسی می‌کند و آن تکنولوژی را که اپراتورها برای ورود به این تجارت جدید می‌توانند انتخاب کنند، به بحث می‌گذارد.
کاربردها و بازار بالقوه شبکه NB-IoT
در مطلب مزایای شبکه گسترده کم‌مصرف (LPWAN) در شهرها اشاره کردیم که NB-IoT چه مزیتی نسبت به سایر تکنولوژی‌ها دارد. به طور کلی انتظار می‌رود که بازار جهانی اینترنت اشیا تا سال ۲۰۲۰ هزاران میلیارد دلار ارزش داشته باشد. بازار NB-IoT نیز زیرمجموعه‌ای از همین بازار است و بنابراین نیاز است تا اپراتورها در مورد سود کشورهایی که در این حوزه فعالیت دارند، اطلاعات داشته باشند.
پیش از بررسی کشورهای مشخص‌شده، لازم است صنایع و اتحادیه‌هایی را بشناسیم کهNB-IoT می‌تواند به ارزش‌شان بیفزاید. در شکل ۱، ۹ صنعتی که رونق بازار NB-IoT بر روی آن‌ها تأثیرگذار خواهد بود، نشان داده شده‌اند:
شکل اول: صنایع هدف برای خدمات NB-IoT (کشاورزی هوشمند- سلامت/سلامت الکترونیک- امنیت- تولید- شهر هوشمند- انرژی و صنایع– خانه های هوشمند)
در تحقیقاتی که بر اساس تقسیم‌بندی کشورها و داده‌های اجتماعی و جمعیت‌شناسی انجام شده، میزان مقبولیت کابردهای متفاوت NB-IoT در پنج سال آینده پیش بینی شده است .
پیش‌بینی‌ها براساس موارد استفاده مختلف برای NB-IoT است که در بیش از یک صنعت قابل توسعه هستند. گزارشات کنونی شامل بیش از پنجاه مورد استفاده است و دسته‌بندی‌های مختلفی از خدمات را پوشش می‌دهد:
- اندازه‌گیری هوشمند (درمدیریت هوشمند شبکه برق، گاز و آب)
- سامانه مدیریت تسهیلات
- سیستم های امنیتی و هشدار آتش‌سوزی در خانه‌ها و مراکز تجاری
- وسایل شخصی برای اندازه‌گیری پارامترهای سلامت (گجت‌های پوشیدنی)
- ردیابی افراد، حیوانات و اشیا
- زیرساخت های شهر هوشمند نظیر تیرهای چراغ‌برق و سطل‌های زباله
- تجهیزات متصل‌شونده به دستگاه‌های صنعتی نظیر ماشین‌های جوشکاری و ماشین فشار
بیشتر بخوانید:
آيا امنیت در شهرهای هوشمند بالاتر است؟
شکل دوم، پیش‌بینی سود پنج‌ساله شبکه NB-IoT در آلمان را در ۹ صنعت مختلف نشان می‌دهد:
شکل دوم: پیش‌بینی سود پنج ساله NB-IoT در آلمان
مجموع ۱.۶۷ میلیارد دلار در پنج سال، برابر با سود سالانه ۳۳۴ میلیون دلار. این به معنی افزایش سود ۲.۲ درصدی اپراتورهای فعلی آلمان درصورت راه‌اندازی سرویس‌های NB-IoT است. همین موضوع نشان می‌دهد که NB-IoT یک حوزه تجاری آینده‌دار است که اپراتورها باید هم‌اکنون در آن سرمایه‌گذاری کنند، البته درصورتی که نمی‌خواهند دیگران پیش از آن‌ها به این بازار جذاب دست پیدا کنند.
شبکه NB-IoT بهترین راهکار برای توسعهLPWA
همانطور که پیش از این اشاره شد، سرویس‌هایی که شبکه‌های گسترده کم‌مصرف را به حرکت در می‌آورند، بیشتر به پوشش گسترده و قدرت نفوذ بالا، مصرف پایین انرژی و تعداد اتصال‌های زیاد نیاز دارند. تکنولوژی نام‌برده با برخورداری از این ویژگی‌های ذاتی، بهترین راه‌گشای گسترش LPWA تبدیل می‌کند.
شکل سوم: قابلیت‌های NB-IoT
به علاوه حدود ۸۰% کاربردهای مورداستفاده LPWA، مصرف انرژی پایینی دارند؛ از کاربردهایی مانند کنتور هوشمند، پارکینگ هوشمند و تکنولوژی‌های پوشیدنی گرفته تا شبکه‌های هوشمند. زمانی که قابلیت‌های ذاتیNB-IoT را با دیگر تکنولوژی‌های شبکه گسترده کم‌مصرف نظیر e-MTC، SigFoxو LoRaWAN مقایسه می‌کنیم، پی می‌بریم که NB-IoTقابلیت اجرایی بهتری دارد. علاوه‌بر این، وقتی تکنولوژی‌های پیاده سازی شبکه رادیویی، سناریوی پوشش، ترافیک درگاه‌های دریافت، ارسال و قابل اعتمادبودن شبکه را بررسی می‌کنیم، متوجه می‌شویم که NB-IoT مناسب‌ترین فناوری است.
از زاویه دید اجرایی، NB-IoT پوشش db+۲۰، تعداد اتصال‌های بیشتر، طول عمر باتری بیشتر و پهنای باند ۲۰۰ کیلوهرتز را ضمانت می‌کند، درحالی که سایر تکنولوژی‌های یاد شده توانایی‌های کمتری دارند.
NB-IoT اکوسیستم‌های گسترده‌ای دارد، بیشتر به این دلیل که توسط اپراتورهای برتر جهان پشتیبانی می‌شود. مهم‌تر از همه این که راهکارهای بدون مجوز نمی‌توانند پایداری و امنیت را تضمین کنند.
سناریوهای توسعه شبکه NB-IoT
تکنولوژی‌های موردتوافق اخیر 3GPP برای گسترش NB-IOT سه سناریوی توسعه را پیشنهاد می‌دهند: guard band، In band و .stand alone توسعه in band بیشتر از پهنای باند بهره‌برداری می‌کند، درحالی که guard band با استفاده از پهنای باند موجود در guard band شبکه LTE فعلی صورت می‌پذیرد، از طرف دیگر in band از همان بلاک منابع در حامل LTE شبکه‌های LTE استفاده می‌کند.
باند پایین، انتخابی بی‌نظیر برای توسعه سریع NB-IoT
باند پایین، به خاطر کارایی عالی در زمینه پوشش شناخته می‌شود؛ به علاوه لوریج (leverage) کردن ویژگی‌های ذاتی این باند فرکانس در گسترش NB-IoT تأثیر بسیاری دارد. چند اپراتور در جهان، به خاطر قابلیت بالای پوشش از باند فرکانس ۹۰۰مگاهرتزی برای توسعه صوتی GSM استفاده می‌کنند. این امر امکان پذیر است چرا که باندهایی با چنین فرکانس‌های پایین، قابلیت تکثیر و نفوذ داخلی فوق‌العاده بالایی دارند.
سخن آخر
همانطور که گفته شد، با ترند شدن بحث اینترنت اشیا در جهان، کسب اطلاع از زیرساخت‌های پیاده‌سازی این تکنولوژی که شامل شبکه‌های گسترده کم مصرف مانند LPWAN ها می‌شود، ضرورت بیشتری پیدا می‌کند. اگر به مطالعه مطالب تخصصی در این حوزه علاقه دارید مطالب بعدی ما را در بخش مقالات وب‌سایت راهکارهای سازمانی ایرانسل دنبال کنید.
منبع:
نظرات و پیشنهادات