लोरावन और एनबी-आईओटी: प्रतिद्वंद्वियों या सहयोगियों?

परिचय

एलपीडब्ल्यूए (लो-पावर वाइड-एरिया) प्रौद्योगिकियां सस्ते उपकरणों के साथ इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) बाजार की जरूरतों को पूरा करती हैं जो बड़ी संख्या में कनेक्शन बनाए रखते हुए लंबे समय तक और सस्ते लंबी दूरी के नेटवर्क के लिए बैटरी रखती हैं। एलपीडब्ल्यूए नेटवर्क के निर्माण के लिए कई विकल्प हैं, लेकिन लोरावन और एनबी-आईओटी प्रौद्योगिकियों ने सबसे बड़ी गतिशीलता को दिखाया है और आने वाले वर्षों में सबसे बड़ा एलपीडब्ल्यूए बाजार हिस्सेदारी प्राप्त करेगा। इस पाठ में, इन तकनीकों को सामान्य विशेषताओं और मतभेदों के संदर्भ में माना जाएगा। फिर हम लोरावन के अनूठे फायदों पर प्रकाश डालते हुए ऊर्ध्वाधर बाजारों में लोरावन का उपयोग करने के उदाहरणों पर आगे बढ़ेंगे। संभावित विकल्पों पर भी विचार किया जाएगा जब LoRaWAN और NB-IoT सबसे बड़ा लाभ प्राप्त करने के लिए एक साथ काम करेंगे।

तकनीकी दृष्टि से लोरावन और एनबी-आईओटी की तुलना

लोरावन एक खुली वास्तुकला एलपीडब्ल्यूएएन प्रणाली है जो लोरा एलायंस कंपनियों के गैर-लाभकारी संघ द्वारा विकसित और मानकीकृत है, जिसमें 500 से अधिक सदस्य हैं। लोरा भौतिक स्तर पर उपयोग की जाने वाली एक मॉड्यूलेशन तकनीक है, जो सीएसएस (चिरप स्प्रेड स्पेक्ट्रम) मॉड्यूलेशन का उपयोग करके लंबी दूरी की ऊर्जा-कुशल डेटा ट्रांसमिशन की अनुमति देती है, जो विस्तारित चैनल पर संकीर्ण-बैंड संकेतों को वितरित करता है, जो उच्च शोर उन्मुक्ति और शोर अनुपात को कम संकेत सुनिश्चित करता है। एनबी-आईओटी, अपने हिस्से के लिए, लाइसेंस प्राप्त सीमा में संचालित होता है और एलटीई की तरह, अपलिंक फ्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (एफडीएमए), डाउनलिंक ऑर्थोगोनल एफडीएमए (ओएफडीएमए) और क्यूपीएसके (क्वाडरेचर फेज की-बोर्डिंग) मॉडुलन का उपयोग करता है। यद्यपि दोनों प्रौद्योगिकियां सेवा की गुणवत्ता (क्यूओएस) में प्रतिस्पर्धा कर सकती हैं, अक्सर संचार की आवश्यकता वाले IoT एप्लिकेशन एनबी-IoT के साथ बेहतर महसूस करेंगे, जिनके पास लाइसेंस सीमा में कार्य चक्र पर कोई प्रतिबंध नहीं है, लेकिन सिस्टम प्रदान करने की पूरी लागत पर लोरावन के लिए अधिक महंगा है।




स्लीप मोड में प्रवेश करने पर लोरावन और एनबी-आईओटी दोनों उपकरण कम बिजली की खपत करते हैं। लेकिन एक सिंक्रोनस प्रोटोकॉल के रूप में संचालन करते समय, NB-IoT लोरावन की तुलना में काफी अधिक बिजली की खपत करता है, जो कि एक अतुल्यकालिक प्रोटोकॉल है, और जब एक ही थ्रूपुट के साथ मापा जाता है, तो NB-IoT, एमडीएम / एफडीएमए मॉडुलन के लिए आवश्यक उच्च शिखर वर्तमान का उपभोग करता है। इसके बावजूद, दोनों तकनीकों की विशेषताएं कई व्यावहारिक समाधानों के कार्यान्वयन में महत्वपूर्ण हैं जिनके लिए उच्च प्रवेश और घर के जीवन के वर्षों की आवश्यकता होती है।

कॉरपोरेट ग्राहकों के लिए जो निजी और सार्वजनिक दोनों तरह के बुनियादी ढांचे का उपयोग करके एक हाइब्रिड नेटवर्क को तैनात करना चाहते हैं, कई कारणों से लोरावन का उपयोग करना सबसे अच्छा है। निजी लोरावन नेटवर्क के साथ, उद्यम डेटा ट्रांसफर करने के व्यवसाय और वित्तीय कारणों से सीमित नहीं हैं। जहां संभव हो, कॉर्पोरेट नेटवर्क तक पहुंच को सार्वजनिक लोरावन नेटवर्क द्वारा पूरक किया जा सकता है। NB-IoT कनेक्टिविटी वर्तमान में उन क्षेत्रों में पेश की जाती है जहां सेलुलर कवरेज पहले से ही उपलब्ध है, लेकिन तैनाती की लागत LoRaWAN से अधिक है क्योंकि एक निजी नेटवर्क को तैनात करने के लिए नेटवर्क ऑपरेटरों से आरएफ स्पेक्ट्रम की खरीद या पट्टे की आवश्यकता होगी। लोरावन और एनबी-आईओटी के सापेक्ष लागत और प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला एक अन्य कारक लोरावन घर के अंदर सबसे अच्छा प्रवेश है। लोरावन अपलिंक और डाउनलिंक के लिए अधिकतम संचार हानि (एमसीएल मूल्य) 165 डीबी है; NB-IoT के लिए MCL डिवाइस वर्ग के आधार पर, अपलिंक के लिए 145 dB से 169 dB और डाउनलिंक के लिए 151 dB तक हो सकता है। इसके अलावा, एनबी-आईओटी संचार लिंक के निचले ऊर्जा प्रदर्शन से बैटरी जीवन में कमी आती है।

एनबी-आईओटी की तुलना में अधिक लोरा डिवाइस

LoRa Alliance के अनुसार, अप्रैल 2019 तक, 90 NB-IoT नेटवर्क की तुलना में वाणिज्यिक तैनाती के विभिन्न चरणों में दुनिया भर के 55 देशों में 113 से अधिक LoRaWAN नेटवर्क हैं। लोरा एलायंस के अनुसार, 118 लोरावन डिवाइस हैं जो लोरा एलायंस द्वारा प्रमाणित हैं। वहीं, ग्लोबल एसोसिएशन ऑफ मोबाइल सप्लायर्स, NB-IoT और CAT-M कमर्शियल डिवाइसेज के अनुसार कुल 43 में। Semtech Corporation के अनुसार, अप्रैल 2019 तक, लोरा एंड डिवाइसेस की कुल संख्या 97 मिलियन तक पहुंच गई। लोरावन समाधानों की वृद्धि तेज हो रही है क्योंकि ऊर्ध्वाधर बाजारों की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करने के लिए उपकरणों का पारिस्थितिकी तंत्र तेजी से विस्तार कर रहा है।

उपयोगिताओं

लोरावन ने गैस और पानी के लिए स्मार्ट मीटर को जोड़ने वाली उपयोगिताओं के लिए लोकप्रियता प्राप्त की है। चीन स्मार्ट मीटरिंग परियोजनाओं के लिए लोरा तकनीक को पेश करने वाले पहले में से एक था, 2018 में शिप किए गए लगभग 65% चिप्स के लिए लेखांकन। Novo Veolia और Veolia Water की सहायक कंपनी Birdz ने 19 दिसंबर, 2018 को घोषणा की कि उसने 3 मिलियन LoRWWAN स्मार्ट वॉटर मीटर को जोड़ने के लिए Orange Business Services (OBS) को चुना। Veolia अनुबंध LPWA सार्वजनिक नेटवर्क का उपयोग करते हुए स्मार्ट वॉटर मीटर का सबसे बड़ा कार्यान्वयन है। ऊर्जा कंपनियां, जो स्मार्ट मीटर को लागू करने के अधिक उन्नत चरणों में हैं, अब अपने मध्यम वोल्टेज (एमवी) और उच्च वोल्टेज (एचवी) विद्युत अवसंरचना को अपग्रेड करना शुरू कर रही हैं। विद्युतीकरण समाधानों में अग्रणी एबीबी ने लोहारन के वोल्टेज लिमिटर्स की घोषणा की है जो कि करंट और लीकेज करंट को मापते हैं। लोरा एलायंस और डीएलएमएस ने संयुक्त रूप से अप्रैल 2019 में लोरावन नेटवर्क के लिए अनुकूलित एक नया डीएलएमएस प्रोफाइल प्रदान करने के लिए अपनी साझेदारी की घोषणा की, उपयोगिताओं को कई IoT अनुप्रयोगों का उपयोग करने और DLR / COSEM प्रोटोकॉल का उपयोग करने की अनुमति देते हुए स्मार्ट बिजली मीटरों को LoRaWAN के साथ जोड़ने की अनुमति दी।

स्मार्ट भवन

IoT समाधान जो तापमान, आर्द्रता और प्रकाश जैसी विभिन्न पर्यावरणीय स्थितियों की निगरानी के लिए सेंसर का उपयोग करते हैं, और आंदोलन, सदमे और पानी के रिसाव का पता लगाने के लिए व्यावसायिक भवनों में तेजी से उपयोग किए जा रहे हैं।

स्मार्ट इमारतों में अंतरिक्ष प्रबंधन समाधान भी शामिल हैं जो कार्यस्थल और सम्मेलन के कमरे तक पहुंच के लिए अंतरिक्ष अधिभोग के साथ-साथ एचवीएसी सिस्टम (हीटिंग / वेंटिलेशन / एयर कंडीशनिंग) के इष्टतम उपयोग के लिए वास्तविक समय की जानकारी प्रदान करने के लिए कमरे के सेंसर का उपयोग करते हैं। पूर्णता जानने से प्रबंधकों को सॉफ्टवेयर सेवाओं को बेहतर ढंग से प्रबंधित करने में मदद मिल सकती है, जैसे कि सफाई, अपशिष्ट प्रबंधन और सुरक्षा। लोरावन प्रौद्योगिकी ने इन समाधानों को लागू करने में सबसे बड़ी सफलता हासिल की है और उपकरणों की उपलब्धता और उच्च मर्मज्ञ बिजली घर के साथ नेटवर्क बनाने की सादगी के कारण फायदे हैं। Cisco, MultiTech, Kerlink, TEKTELIC और Laird जैसे बुद्धिमान बेस स्टेशन विक्रेता क्रमशः 3,000 और 7,000 कनेक्टेड टर्मिनलों के बीच समर्थन करने वाले सूक्ष्म और फीमेलो बेस स्टेशन प्रदान करते हैं।

रसद / ट्रैकिंग संपत्ति (माल, संसाधन, मूल्य)

वायरलेस परिसंपत्ति ट्रैकिंग आईओटी बाजार पर सबसे बड़े अवसरों में से एक है, और एलपीडब्ल्यूए नेटवर्क प्रौद्योगिकियां एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगी, जो कि अगले 5 वर्षों में दुनिया भर में 9,500 मिलियन से अधिक संपत्ति पर नज़र रखने वाली है। LoRaWAN द्वारा हल की जाने वाली सबसे बड़ी समस्या विजुअल प्रतिनिधित्व और आपूर्ति श्रृंखला में माल की ट्रैकिंग, उद्यम के आंतरिक वातावरण से लेकर मेगासिटीज और क्षेत्रों में एकल प्रौद्योगिकी का उपयोग करना है। वर्तमान में, उत्पाद ट्रैकिंग केवल आरएफआईडी, ब्लूटूथ, यूडब्ल्यूबी या वाई-फाई या सेल्युलर या सैटेलाइट तकनीक का उपयोग करके बाहर से आने वाली वायरलेस तकनीकों का उपयोग करने वाली इमारतों के भीतर उपलब्ध है। 19 फरवरी, 2019 को, विमान निर्माता ने अपने हाइब्रिड लोरावन इंफ्रास्ट्रक्चर के लिए ओबजेनियस (एक फ्रांसीसी इंटरनेट IoT कंपनी ) का चयन किया, जिसने इसे न केवल कारखानों में, बल्कि ओब्जेनियस द्वारा उपलब्ध कराए गए सार्वजनिक LoRaWAN नेटवर्क का उपयोग करने वाले कारखानों के बीच ट्रैक करने की भी अनुमति दी। एक अन्य उदाहरण एसेट ट्रैकिंग सिस्टम है जो मूल्यवान वस्तुओं को ले जाने वाले वाहनों को ट्रैक करता है। ब्राजील में, मैक्सट्रैक ने लोरावन को चुना और 2018 के अंत तक वाहनों और कार्गो को ट्रैक करने के लिए 400,000 से अधिक ट्रैकर रखे थे।

उद्योग और स्मार्ट विनिर्माण

उत्पादन में डिजिटल परिवर्तन का एक प्रमुख कारक चीजों का औद्योगिक इंटरनेट है। लोरा एलायंस प्रमाणित सेंसर उत्पादन में वर्कफ़्लो की दृश्यता में सुधार, डाउनटाइम को कम करने के लिए उपकरण अपटाइम की निगरानी, ​​संसाधन उपयोग को देखने और समग्र प्रदर्शन की जांच करने के लिए IoT अनुप्रयोगों को सक्षम करते हैं। औद्योगिक IoT एप्लिकेशन लोरावन की स्वामित्व की कम कुल लागत और नए ज्ञान प्रदान करने के लिए अतिरिक्त डेटा बिंदुओं को इकट्ठा करने के लिए वायरलेस सेंसर तैनात करने के लिए निजी नेटवर्क का प्रबंधन करने की लचीलापन पर जोर देते हैं। इनियो-सेंस और ADVEEZ से औद्योगिक समाधान मोटर वाहन और एयरोस्पेस उद्योगों में IoT प्रौद्योगिकियों की शुरूआत की गवाही देते हैं।

स्मार्ट खेती

संयुक्त राष्ट्र के खाद्य और कृषि संगठन (एफएओ) के अनुसार, अनुमानित जनसंख्या वृद्धि को पूरा करने के लिए कृषि को 2050 तक उत्पादकता में 70% की वृद्धि करनी होगी।

IoT प्रौद्योगिकियां इस अनुमानित खाद्य मांग को पूरा करने के लिए संसाधनों का बेहतर उपयोग करने में मदद करेंगी। हालांकि, जिंस की गिरती कीमतों ने उत्पादकों, छोटे और मध्यम आकार के किसानों के बड़े ब्लॉक के लिए, विभिन्न IoT प्रौद्योगिकियों का उपयोग करना मुश्किल बना दिया। एलपीडब्ल्यूए नेटवर्क प्रौद्योगिकियां आपको दो तरीकों से लचीले IoT समाधानों को लागू करने की अनुमति देती हैं: सबसे पहले, उपज या दूध उत्पादकता बढ़ाने के लिए मिट्टी की नमी या पशुधन की स्थिति की निगरानी के लिए सस्ती उपकरणों की उपलब्धता; और, दूसरा, सेलुलर नेटवर्क के बजाय सेंसरों से सूचना प्राप्त करने के लिए किफायती नेटवर्क का निर्माण, जो उपलब्ध नहीं हो सकता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, निजी लोरावन नेटवर्क के निर्माण के लिए बेस स्टेशनों के कई आपूर्तिकर्ता हैं।

अंत में, LoRaWAN के पहले से ही उद्यम समाधानों में सफलता हासिल करने के अलावा, ABI रिसर्च भी उपभोक्ता समाधान जैसे स्मार्ट होम के लिए इस तकनीक के एक महत्वपूर्ण कार्यान्वयन का अनुमान लगाता है। LoRWWAN किसी वस्तु की परिधि के आसपास स्थित उपकरणों के लिए घर के अंदर और लंबी दूरी पर दोनों कनेक्शन का समर्थन करता है। इसके अलावा, LoRaWAN बैटरी का प्रदर्शन कई बैटरी चालित टच डिवाइस जैसे कि स्मोक डिटेक्टर, वॉटर लीक डिटेक्शन, स्मार्ट लॉक, पर्यावरण निगरानी, ​​बुजुर्ग देखभाल और स्मार्ट आउटडोर लाइटिंग के लिए महत्वपूर्ण है। ABI रिसर्च का यह भी मानना ​​है कि B2B कंपनियों को LoRaWAN स्मार्ट होम नेटवर्क से भी फायदा होगा क्योंकि होम नेटवर्क उपलब्धता का विस्तार कॉर्पोरेट ग्राहकों के लिए प्रासंगिक कई उपयोग मामलों का समर्थन करता है, जिनमें कार्गो डिलीवरी सत्यापन, सुरक्षा और सुरक्षा निगरानी शामिल है।

सह-अस्तित्व लोरावन और एनबी-आईओटी

चूंकि IoT बाजार का विकास जारी है, LoRaWAN और NB-IoT बाजार में सह-अस्तित्व में रहेंगे, कुछ ऊर्ध्वाधर बाजारों में प्रतिस्पर्धा करेंगे और लागत, कवरेज और बैंडविड्थ के लिए विशिष्ट IoT समाधानों की आवश्यकताओं के आधार पर दूसरों में एक दूसरे के पूरक होंगे। बिना लाइसेंस वाले स्पेक्ट्रम का उपयोग करते हुए, लोरावन अन्य एलपीडब्ल्यूए नेटवर्क प्रौद्योगिकियों से अलग रहेगा और कॉर्पोरेट निजी नेटवर्क में एक प्रमुख भूमिका निभाएगा, जहां उद्यम अपने बुनियादी ढांचे और उपकरणों पर पूर्ण नियंत्रण चाहते हैं। हालांकि, तीन परिस्थितियां हैं जहां लोरावन और एनबी-आईओटी दोनों का उपयोग करके हाइब्रिड समाधान की आवश्यकता हो सकती है।

पहली स्थिति मोबाइल परिसंपत्तियों पर नज़र रखने की है। जैसे-जैसे लोरावन और एनबी-आईओटी नेटवर्क के पैरों के निशान दुनिया भर में बढ़ते हैं, नेटवर्क भी पूरक हो सकते हैं, जिससे कई स्थानों और क्षेत्रों में संपत्ति को ट्रैक करने के लिए आवश्यक सर्वव्यापी कनेक्टिविटी प्रदान की जा सकती है।

दूसरी स्थिति ऊर्जा संसाधनों के बुद्धिमान संसाधन लेखांकन और निगरानी के लिए समाधान है। यूरोप में, एम-बस प्रोटोकॉल मुख्य रूप से गैस और पानी की स्मार्ट मीटरिंग के लिए उपयोग किया जाता है, - स्मार्ट मीटरिंग के लिए ईटीएसआई मानक ( यूरोपीय दूरसंचार मानकीकरण संस्थान )। हालांकि, इस मानक का समर्थन करने वाले समाधान प्रदाता श्रृंखला को सिकोड़ने के लिए एम-बस का सामना किया गया है। यह LoRaWAN को WANs को स्मार्ट, बैटरी चालित मीटर से जोड़ने के लिए एक संभावित प्रतिस्थापन बनाता है। इसके अलावा, संसाधन लेखांकन प्रणालियों को लागू करने के लिए जो बेस स्टेशनों की वास्तुकला का उपयोग करते हैं, जैसा कि यूके और जर्मनी में देखा जा सकता है, लोरावन मीटर और अन्य टर्मिनल उपकरणों को जोड़ सकता है।

अंत में, रिमोट मॉनिटरिंग सॉल्यूशंस को तैनात करने वाले औद्योगिक उपकरणों के निर्माता, विभिन्न औद्योगिक निगरानी और नियंत्रण समाधानों की कार्यक्षमता और लचीलेपन दोनों को बढ़ाने के लिए लोरावन / एनबी-आईओटी संयुक्त वायरिंग समाधान से बहुत लाभ उठा सकते हैं। लंबी बैटरी जीवन के लिए अनुकूलित, लोरावन तकनीक का उपयोग प्राथमिक कनेक्टिविटी समाधान के रूप में किया जा सकता है जब अक्सर निगरानी डेटा भेजने के लिए सेंसर की आवश्यकता होती है। एनबी-आईओटी तकनीक अपनी कम विलंबता और गारंटीकृत क्यूओएस के साथ लेकिन उच्च लागत का उपयोग विशेष रिमोट कंट्रोल स्थितियों के लिए कम बार किया जा सकता है।

निष्कर्ष

लोरावन और एनबी-आईओटी नेटवर्क ने अपेक्षाकृत हाल ही में तैनात करना शुरू कर दिया है, लेकिन वे पहले से ही वैश्विक स्तर पर तेजी से विकास देख रहे हैं। सूचीबद्ध लाभ के आधार पर बड़े पैमाने पर IoT अनुप्रयोगों में लोरावन और एनबी-आईओटी दोनों के लिए एक जगह होगी: कम डिवाइस लागत, नेटवर्क अवसंरचना और नेटवर्क एक्सेस; इमारत के अंदर उच्च प्रवेश; और कम बिजली की खपत। LoRaWAN, हालांकि, निकट भविष्य में NB-IoT पर एक स्पष्ट लाभ है, इसकी विकसित आपूर्तिकर्ता प्रणाली, प्रमाणित IoT उपकरणों और एकीकृत समाधानों के साथ जो आज कार्यान्वयन के लिए पहले से ही तैयार हैं।

10 जून 2019 को विश्लेषणात्मक कंपनी एबीआई रिसर्च द्वारा प्रकाशित
एबीआई रिसर्च से अनुमति के साथ अनुवादित