Internet de las cosas: ¿Por qué NB-IoT y LoRa no pueden competir?
Según la visión tradicional china, todas las cosas están naturalmente conectadas, entonces ¿por qué los humanos intentan conectarlas nuevamente como si fueran cosas superfluas? La razón es sencilla. La conexión natural de todas las cosas depende de las leyes de la naturaleza, sobre las cuales los humanos no tienen control. El Internet de las cosas permite que todas las cosas estén conectadas según los deseos humanos y controladas por humanos. El Internet de las Cosas no es más que otro intento del ser humano de conquistar y controlar la naturaleza. Mientras todo pueda interconectarse a través de medios efectivos, conocer su propio estado cuando sea necesario y luego intervenir a través de medios efectivos, los humanos tendrán un grado considerable de control sobre todo.
Esto da a la gente mucho espacio para la imaginación y, por lo tanto, atrae a un gran número de buscadores de oro que intentan compartir un pastel tan grande. Pero a lo largo de los años, la realidad no ha sido optimista.
Según mi entendimiento, que puede no ser exacto, creo que el Internet de las cosas se encuentra ahora en una etapa incómoda. Por un lado, la voz del Internet de las Cosas es fuerte y la gente tiene grandes expectativas pero, por otro, la respuesta del mercado no es entusiasta; El Internet de las cosas, que debería estar estrechamente relacionado con la vida de las personas, parece no ser percibido por la gente en la realidad. La realidad que observé fue menos optimista. Puede considerarse como un hogar inteligente para Internet de las cosas. La promoción nacional de NB-IoT ha tenido gran éxito pero poco éxito. Las principales bandas de frecuencia utilizadas por LoRa en realidad están prohibidas en China y la cobertura de Zigbee es demasiado pequeña...
Aquí, me gustaría aclarar el estado actual del desarrollo de Internet de las cosas en mi país. país para posicionarse mejor y descubrir dudas.
El Internet de las cosas puede verse como una versión mejorada de Internet. El Internet tradicional conecta a las personas. El Internet de las Cosas no sólo conecta a las personas, sino que también conecta las cosas. Además de la interacción humana, las personas también necesitan tener un mejor control sobre las cosas. Las personas tienen su propia inteligencia, por eso la Internet tradicional se centra en la conexión. Mientras exista una conexión, las personas interactuarán y generarán contenido, y los requisitos de inteligencia de red no son altos. El Internet de las cosas está conectado a cosas, no es inteligente, y requiere control automático por parte de humanos o sistemas inteligentes.
El Internet de las cosas es también la infraestructura para personas inteligentes (como ciudades inteligentes, edificios inteligentes, parques inteligentes, seguridad inteligente, etc.) y ha aparecido con más frecuencia en la última década. ¿Qué es la sabiduría? Creo que es la capacidad de ajustar dinámicamente el estado existente de acuerdo con una necesidad y un objetivo específicos. Esto requiere al menos dos partes, una es la parte del "cerebro" para el análisis y procesamiento de datos y la otra es la parte del "cuerpo" para la recopilación de datos y la ejecución de instrucciones. A menudo consideramos las partes del cuerpo en un sentido estricto como Internet de las cosas en un sentido estricto, que también se puede llamar Internet de las cosas 1.0, implementando la conexión inicial de objetos y la capacidad de recopilar datos y comentarios. Sin embargo, para que este sistema sea práctico, no se puede separar de las personas, porque las personas todavía tienen que analizar datos y emitir instrucciones de control. El cerebro y el cuerpo son el verdadero Internet de las cosas inteligente. En mi opinión, este es el Internet de las cosas que puede brindar grandes comodidades a la humanidad y tiene la base técnica para aplicaciones a gran escala. Se le puede llamar Internet de las Cosas 2.0.
En la actualidad, el Internet de las cosas todavía se encuentra en la etapa controlada por humanos, es decir, la era 1.0. En esta etapa existen cuellos de botella en el procesamiento de datos y no son adecuados para aplicaciones complejas o uso a gran escala. Entonces podemos ver que las más utilizadas son aquellas aplicaciones sencillas, como lectura de contadores, monitorización ambiental, control de electrodomésticos, etc. Tecnologías como la computación en la nube, big data, aprendizaje automático e inteligencia artificial han sido temas candentes en el campo de las TI en los últimos años y están progresando muy rápidamente. Su desarrollo proporciona una base sólida para la evolución del Internet de las cosas hacia la etapa 2.0.
En nuestra vida diaria, lo que tenemos es suficiente para satisfacer las necesidades de las personas; el Internet de las cosas es solo un producto de la búsqueda de un nivel de vida más alto por parte de las personas, y no es necesario para lo que no es necesario; es necesario popularizarlo. Relación calidad-precio suficiente o simplemente optar por la ruta de alta gama. Sin embargo, a juzgar por el mercado actual de IoT, debido a la falta de soluciones de IoT domésticas relativamente maduras, no se puede utilizar a gran escala. Como resultado, el costo de la aplicación de IoT es relativamente alto. residencias finales en casa, lo que representa una pequeña proporción. El Internet de las cosas doméstico debe tomar una ruta de alto nivel en esta etapa inicial, que sin duda está en línea con las características iniciales de muchas cosas nuevas.
El Internet de las Cosas también tiene algunas aplicaciones en la industria y el comercio, como la RFID, que ya podemos ver en algunas tiendas. Hay muchos otros proyectos de IoT, la mayoría de ellos ocultos bajo el nombre de inteligencia. En esta etapa, mientras estén coronados por la sabiduría, su precio será generalmente asombroso. Por lo tanto, cuando la relación precio/rendimiento no es alta, la gente, naturalmente, no está muy entusiasmada con su uso.
Los operadores chinos decidieron promover vigorosamente NB-IoT el año pasado. Están tratando de mejorar la relación precio/rendimiento, por lo que quieren que los proveedores de equipos y soluciones ofrezcan productos relacionados a precios más bajos. Debido a su tamaño, algunos proveedores están dispuestos a ofrecer productos a un precio cercano al coste. Pero aun así, no hay muchos usuarios dispuestos a utilizarlo, lo que reduce en gran medida el entusiasmo de los proveedores porque no genera ningún beneficio. Debido a esto, esta ola de actividades de promoción de NB-IoT parece ser un fracaso en la actualidad.
En cuanto a los medios de conexión, el Internet de las Cosas se puede dividir en cableado e inalámbrico. Teniendo en cuenta la dificultad de la implementación real, los métodos inalámbricos obviamente se convertirán en el método de conexión principal.
Desde la perspectiva de la relación de conexión entre el terminal e Internet, el Internet de las cosas también se puede dividir en dos formas: una está conectada directamente a Internet, como NB-IoT, 2/3 /Red celular 4G, eMTC, etc. El otro es conectarse a Internet indirectamente a través de una puerta de enlace. Diferentes protocolos como LoRa, SigFox, ZigBee, BLE, WiFi, etc. están diseñados para diferentes escenarios de aplicación, por lo que cada uno tiene ventajas y desventajas en el uso real. Por ejemplo, nuestro WiFi de uso común debe garantizar velocidad y confiabilidad, por lo que la distancia de cobertura no es lo suficientemente larga y la conexión no es confiable. NB-IoT se usa principalmente para aplicaciones de Internet de las cosas de baja velocidad y puede conectarse directamente a Internet; la velocidad es baja y el número de usuarios es pequeño. LoRa tiene una amplia cobertura, pero la tasa es baja y el número de conexiones de usuario es limitado...
Por lo tanto, en la implementación real, se deben seleccionar diferentes tecnologías, estándares y equipos correspondientes de acuerdo con los diferentes escenarios de aplicación. Te encontrarás con muchas dificultades inesperadas. La implementación inalámbrica también requiere optimización de la red, lo que impone grandes exigencias al personal de implementación. Esto dificulta el despliegue de IoT.
Dado que Internet de las cosas generalmente utiliza tecnología inalámbrica, los recursos de espectro son un recurso fundamental de Internet de las cosas. Los recursos de espectro son escasos porque hay muchos lugares que los necesitan. Por ejemplo, nuestros teléfonos móviles, comunicaciones por microondas, comunicaciones por satélite, comunicaciones de emergencia, WiFi inalámbrico, etc. Debido a su escasez, estos recursos requieren una planificación unificada. Y ésta también es una situación diferente que enfrentan los diferentes países.
Por ejemplo, empresas de Internet como LoRa, Alibaba y Tencent acaban de unirse a la alianza de estándares. Como resultado, la nueva planificación del espectro del país les asestó un golpe fatal. Los recursos de espectro sub-1G utilizados por LoRa en realidad no están abiertos.
Actualmente la única banda de frecuencia civil clara en el mundo es la de 2,4GHz, que es la banda de frecuencia utilizada por WiFi y Bluetooth. Pero el problema con esta banda de frecuencia es que, en comparación con las ondas de radio de baja frecuencia, tiene poca capacidad para cruzar obstáculos, por lo que la capacidad de cobertura no es sólida. Y debido a que demasiados dispositivos inalámbricos civiles utilizan esta banda de frecuencia, las señales en esta banda de frecuencia son relativamente "sucias" y la interferencia recibida es relativamente grande. Los protocolos Bluetooth y WiFi existentes que utilizan esta banda de frecuencia también están diseñados para conexiones de banda ancha IP y se centran en la velocidad. Por lo tanto, el rango de cobertura generalmente no supera los 100 metros y el número de conexiones es muy limitado. Por lo tanto, para evitar los riesgos políticos de los recursos de espectro, solo se puede utilizar la banda de frecuencia de 2,4 GHz. Entonces, cómo aumentar el rango de cobertura inalámbrica y mejorar la distancia de cobertura en tales circunstancias es un problema importante que las empresas de IoT deben resolver.
La escala del Internet de las cosas con importancia práctica debe alcanzar un cierto nivel, es decir, hay suficientes terminales. Muchos lugares no tienen las condiciones para el acceso a la energía, por lo que el consumo de energía de los terminales. La fuente debe ser lo suficientemente baja o simplemente inexistente.
Pasivo es, por supuesto, la mejor manera. La solución actual es añadir circuitos de almacenamiento de energía, pero esta potencia es muy pequeña. En las condiciones técnicas actuales, la cobertura y las capacidades de transmisión están muy limitadas y sólo pueden adaptarse a unos pocos escenarios. Por lo tanto, en la mayoría de los casos todavía se requieren terminales activos, lo que requiere que la potencia sea lo más baja posible. El consumo de energía puede ser uno de los principales problemas a los que se enfrenta el Internet de las cosas en la actualidad.
Por ejemplo, en proyectos como el aparcamiento inteligente, algunas soluciones se implementan a través de NB-IoT. Debido a que este estándar utiliza tecnología celular y sólo los operadores tienen la capacidad de controlarlo, los operadores de telecomunicaciones y los fabricantes de equipos están muy entusiasmados con su promoción. También afirma que una batería puede durar diez años. Parece que el consumo de energía es muy bajo, pero eso es un requisito previo, es decir, suele dormir y cargar datos una vez al día. En tales circunstancias, es posible persistir durante diez años. Sin embargo, es necesario activarlo con frecuencia al estacionar, por lo que usarlo en este escenario consume mucha energía. Según la experiencia real, se necesitan unos 5 meses para reemplazar la batería. Esto implica mucho trabajo de mantenimiento y el coste de la batería en sí es muy alto. Entonces, al menos para las soluciones de estacionamiento, NB-IoT no es una buena opción. ¿Qué pasa si usas LoRa? Se puede utilizar incluso con el coche estacionado y se puede utilizar durante más de un año sin cambiar la batería. Generalmente, la vida útil de los módulos y chips es de más de 5 años. En otras palabras, durante el ciclo de vida del equipo terminal, la batería debe reemplazarse varias veces. Cada reemplazo de batería representa aproximadamente la misma carga de trabajo que un nuevo proyecto. . Por tanto, no podemos decir que esta situación sea satisfactoria.
Por tanto, si se puede solucionar el problema del consumo de energía de los terminales activos, no sólo se reducirá en gran medida la carga de trabajo de mantenimiento futuro, sino que también se reducirá en gran medida el coste del terminal, porque en aplicaciones prácticas, la batería es El componente principal de la terminal IOT. Uno de los costos.
La tecnología en sí no tiene fronteras, pero lamentablemente no vivimos en un mundo ideal. Todavía existen varios grupos de interés en nuestro mundo real. A veces, para su propio beneficio, la tecnología de Internet de las cosas que encarna la competitividad moderna se verá restringida por algunos factores. El país es un grupo de interés típico y la seguridad nacional es a menudo uno de los intereses más elevados de este grupo. La seguridad de la información es un aspecto importante de la seguridad nacional. El Internet de las cosas recopila información diversa, a veces información muy confidencial que resulta incómoda de conocer para otros grupos de interés. Entonces, en términos de estándares de IoT, debemos prestar atención a este aspecto desde el principio.
LoRa es un estándar de Internet de las cosas propuesto por la empresa estadounidense Semtech y también es un estándar relativamente común en la actualidad. El objeto de este estándar es SigFox, que es un estándar de IoT cerrado por una empresa privada europea, pero SIGFOX ha construido una extensa red con sus propios estándares para operar negocios de IoT, que pueden denominarse proveedores de IoT. LoRa es un estándar semiabierto que permite a los usuarios desarrollar módulos y productos finales utilizando la tecnología y utilizar estos productos para construir su propio LoRa IoT. Aunque parezca económico en comparación con otras soluciones convencionales del mercado, los componentes básicos, como estándares y chips, están demasiado concentrados en el proveedor estadounidense Semtech, lo que plantea grandes riesgos en un determinado período de tiempo.
Por lo tanto, ya sea que sea un proveedor de soluciones de IoT, un desarrollador de productos de IoT o un usuario, debe considerar esta cuestión al elegir un estándar de IoT. Por supuesto, para aplicaciones civiles a pequeña escala, qué estándar adoptar no es un gran problema, pero para aplicaciones militares y a gran escala, no considerar este factor probablemente hará que todas las inversiones sean en vano. Un reciente documento de consulta sobre el espectro radioeléctrico condena a muerte una norma extranjera. Incluso si nuestras dos mayores empresas de Internet acaban de unirse a este bando, no podemos hacer nada.
NB-IoT es un estándar impulsado por China, especialmente operadores y proveedores de equipos. Pero sus problemas son el alto consumo de energía y la capacidad de usuario limitada, por lo que no es adecuado en muchos escenarios. Por lo tanto, China necesita más estándares de IoT para complementar las deficiencias de NB-IoT.