Trådløs forbindelse
Den bedste trådløse forbindelse er ikke nødvendigvis den mest avancerede. I et IoT-projekt starter vi med at se på, hvad der allerede er tilgængeligt, hvor produktet skal bruges, hvor meget data der skal sendes, og hvor meget energi kommunikationen må bruge. Det kan være Wi-Fi, mobilnetværk eller satellit, og ofte er den rigtige løsning en kombination.
Trådløs forbindelse
Den rigtige forbindelse til det rigtige sted
Når et IoT-produkt skal forbindes til cloud eller en central server, er et af de første spørgsmål, hvilken infrastruktur der allerede findes.
Wi-Fi, LTE og satellit
Ofte i kombination
NB-IoT til LTE Cat 4
Valgt efter det reelle databehov
NTN
IoT direkte via satellit
Hele forbindelsen
Antenne, SIM/eSIM, roaming og abonnement
Wi-Fi eller egen forbindelse
Hvis produktet altid anvendes i en bygning med stabilt Wi-Fi, kan Wi-Fi være den mest oplagte løsning. Der er ingen løbende mobilabonnementer, datakapaciteten er høj, og teknologien findes i meget hardware. Til gengæld bliver produktet afhængigt af kundens netværk, passwords, firewalls og IT-politikker.
Andre gange er det bedre, at produktet har sin egen forbindelse. Her er mobilnetværket ofte attraktivt, fordi produktet kan installeres uden adgang til kundens IT-infrastruktur. Men "LTE" dækker over flere forskellige teknologier med meget forskellige egenskaber.
NB-IoT – når der kun skal sendes lidt data
NB-IoT er udviklet til små datamængder, lavt strømforbrug og god rækkevidde. Teknologien er særligt velegnet til stationære enheder, der måske kun sender nogle få sensorværdier nogle gange i timen eller døgnet.
Det kan være vandmålere, miljøsensorer, landbrugssensorer eller installationer i kældre og andre steder, hvor dækningen kan være vanskelig. NB-IoT og LTE-M er begge standardiserede LPWA-teknologier til IoT og understøtter strømbesparende mekanismer, der kan gøre mange års batteridrift mulig i den rigtige applikation.
Ulempen er begrænset datakapacitet og relativt høj latency. Derfor er NB-IoT ikke løsningen til eksempelvis streaming eller applikationer, hvor store datamængder skal flyttes hurtigt.
LTE-M – mere fleksibilitet og stadig lavt strømforbrug
LTE-M er også designet til IoT, men giver større datakapacitet og bedre understøttelse af mobile produkter. Det gør teknologien interessant til eksempelvis trackere, mobile instrumenter, medico-produkter og andre enheder, der bevæger sig mellem mobilmaster.
LTE-M giver samtidig bedre muligheder for større dataoverførsler, eksempelvis firmware-opdateringer. Den bruger typisk mere energi end en meget optimeret NB-IoT-løsning, men kan stadig være et godt valg til batteridrevne produkter.
LTE Cat 1 og Cat 1bis – et praktisk mellemtrin
Hvis der skal sendes mere data, er LTE Cat 1 og især Cat 1bis blevet interessante til mange IoT-produkter.
Cat 1 giver op til 10 Mbit/s download og 5 Mbit/s upload og anvender almindelige LTE-netværk. Cat 1bis har grundlæggende samme datakapacitet, men kan designes med én modtageantenne i stedet for to. Det kan gøre produktet mindre, enklere og billigere, selvom man samtidig mister noget modtagefølsomhed.
Cat 1/Cat 1bis passer eksempelvis godt til gateways, betalingsterminaler, adgangskontrol, industrielle enheder og andre produkter, hvor der skal flyttes mere data end med NB-IoT eller LTE-M, men hvor man ikke har brug for fuld smartphone-hastighed.
LTE Cat 4 og højere – når der skal flyttes meget data
Ved større datamængder kan traditionel LTE være den rigtige løsning. Cat 4 kan eksempelvis levere væsentligt større båndbredde og bruges til gateways, industrielle routere, video og andre applikationer med stort databehov. Cat 4 har teoretiske peak-rater omkring 150 Mbit/s download og 50 Mbit/s upload.
Til gengæld bliver både modulet, strømforsyningen, antenneløsningen og energiforbruget typisk større end ved de egentlige IoT-standarder.
Derfor gælder det samme som ved valg af processor: mere performance er ikke automatisk bedre. Man bør vælge den kommunikationsteknologi, der passer til det reelle behov.
Når mobilnettet ikke findes
Der er stadig store områder, hvor almindelig mobilkommunikation ikke er tilstrækkelig. Det kan være naturarealer, landbrug, offshore-installationer, skibe, infrastruktur eller installationer i lande med begrænset mobilnet.
Her er satellitkommunikation blevet langt mere interessant for IoT.
NTN – IoT direkte via satellit
En vigtig udvikling er Non-Terrestrial Networks, NTN. 3GPP Release 17 udvidede de cellulære IoT-standarder med understøttelse af kommunikation via satellit, herunder NB-IoT/eMTC over NTN.
Det betyder, at der nu findes moderne IoT-moduler, som kan kombinere almindelig terrestrisk LTE-M/NB-IoT med satellitkommunikation. Eksempelvis understøtter nyere moduler både LTE-M, NB-IoT og NB-NTN, så samme hardwareplatform kan bruges til både jordbaseret mobilnet og kompatible satellitnetværk.
Det er dog vigtigt ikke at antage, at enhver eksisterende LTE-M- eller NB-IoT-enhed blot kan få satellit via en softwareopdatering. Modem, RF-design, frekvensbånd, firmware, antenne og det valgte satellitnetværk skal understøtte NTN.
Til små IoT-datapakker er teknologien meget interessant. Man kan eksempelvis sende GPS-positioner, målinger, statusinformation og alarmer fra steder, hvor der slet ikke findes mobilnet.
LEO, MEO og GEO
Satellitforbindelser kan etableres gennem forskellige typer satellitnetværk.
LEO-satellitter befinder sig relativt tæt på jorden og kan give gode muligheder for IoT med lav sendestyrke. I nogle LEO-systemer er forbindelsen ikke konstant, fordi enheden skal vente, til en satellit er synlig. Det betyder, at produktet skal kunne gemme data lokalt og sende dem, når forbindelsen bliver tilgængelig. Det er allerede en relevant designparameter i aktuelle NB-IoT NTN-løsninger.
GEO-satellitter befinder sig langt længere væk, men kan til gengæld give kontinuerlig dækning over meget store områder. Valget afhænger derfor af kravene til datamængde, latency, energiforbrug, antenne, pris og hvor ofte produktet behøver forbindelse.
Den rigtige løsning er ofte hybrid
I mange produkter giver det mening at have flere muligheder. Produktet kan eksempelvis bruge Wi-Fi, når det findes, LTE som normal forbindelse og satellit som fallback i områder uden mobildækning.
Hos Move ser vi derfor ikke kun på radiomodulet. Vi vurderer hele forbindelsen: dækning, datamængde, strømforbrug, antenne, SIM/eSIM, roaming, abonnement, cloud-integration, lokal storage og de lande, produktet skal fungere i.
Connectivity vælges tidligt
Et produkt, der skal installeres i Danmark, har andre udfordringer end et produkt, der skal kunne sælges globalt. LTE-M og NB-IoT er udbredt internationalt, men understøttelse, frekvensbånd og roaming varierer fortsat mellem operatører og lande.
Derfor bør connectivity vælges tidligt i produktudviklingen. Den rigtige løsning skal ikke bare kunne skabe forbindelse på udviklingsbordet. Den skal fungere stabilt, økonomisk og energieffektivt dér, hvor produktet skal bruges i mange år.
Ofte stillede spørgsmål
Skal et IoT-produkt bruge Wi-Fi eller mobilnetværk?
Det afhænger af installationen. Hvis stabilt Wi-Fi allerede findes og må anvendes, kan det være en enkel løsning. Skal produktet fungere uafhængigt af kundens IT-infrastruktur, er mobilkommunikation ofte mere attraktiv.
Hvad er forskellen på NB-IoT og LTE-M?
NB-IoT er optimeret til meget små datamængder, lavt strømforbrug og stationære produkter. LTE-M giver større datakapacitet og bedre understøttelse af mobile enheder.
Hvornår giver LTE Cat 1bis mening?
Cat 1bis er interessant, når NB-IoT eller LTE-M ikke giver tilstrækkelig datakapacitet, men man stadig ønsker en kompakt og relativt enkel IoT-løsning på almindelige LTE-netværk.
Kan et IoT-produkt kommunikere direkte med en satellit?
Ja. Nye NTN-teknologier gør det muligt at udvikle kompakte IoT-produkter, der kommunikerer direkte med kompatible satellitnetværk uden en traditionel satellitterminal.
Kan samme produkt bruge både LTE og satellit?
Ja. Der findes nu hardwareplatforme, som understøtter både terrestriske mobilnetværk og NTN. Det åbner mulighed for løsninger, hvor mobilnettet bruges normalt, og satellit anvendes, når mobilforbindelsen ikke er tilgængelig.
Hvad sker der med data, hvis forbindelsen forsvinder?
Produktet kan designes med lokal storage, så data gemmes og sendes senere. Det er relevant ved dårlig LTE-dækning og særligt ved satellitnetværk, hvor forbindelsen i nogle løsninger kun er tilgængelig periodisk.
Kan I hjælpe med valg af mobilmodul, antenne og abonnement?
Ja. Hos Move ser vi på den komplette løsning, herunder teknologi, modem, antenne, SIM/eSIM, operatør, roaming, strømforbrug, datamængde og de markeder, produktet skal fungere på.
Skal vi gøre din idé til virkelighed?
Teknisk udvikling kræver mere end gode idéer — det kræver de rigtige kompetencer. Vi har samlet hardware, software og ingeniørekspertise under ét tag, så du kommer hurtigt og sikkert fra prototype til produktion.
Ræk ud til os →