Internet of Things: wanneer kies je welke techniek?

Steeds meer bedrijven ontdekken de mogelijkheden van IoT. Internet of Things biedt volop kansen om apparaten op een slimme manier met elkaar te laten communiceren om zodoende processen efficiënter te laten verlopen, energie te besparen en data te verzamelen. De IoT-mogelijkheden zijn legio, maar hoe kies je nu de meest geschikte technologie?

In dit artikel zetten we de belangrijkste netwerken op een rij en ontdek je welk LPWA-technologie (LoRa, NB-IoT of LTE-M) het meest geschikt is voor jouw IoT-toepassing.

Wat is LPWA?

LPWA (Low Power Wide Area) is een draadloze communicatietechnologie die speciaal is ontwikkeld voor IoT-toepassingen. Kenmerkend voor LPWA is een laag energiegebruik (batterijen) en een groot bereik. Bij de ontwikkeling is daarnaast rekening gehouden met goedkope hardware, weinig bandbreedte en de mogelijkheid om miljoenen apparaten met elkaar te verbinden.

IoT-techniek

LoRaWAN

LoRa staat voor Long Range. Deze technologie verbindt tegen lage kosten (batterij) aangedreven apparaten met elkaar via een gateway (WAN of 4G LTE). Deze IoT-verbinding heeft een groot bereik (2,5 – 15 kilometer) en is speciaal ontwikkeld om kleine hoeveelheden informatie uit te wisselen tussen sensoren en systemen. LoRa is de enige technologie die zonder licentie is te gebruiken (Privat LoRa). Daarnaast is het mogelijk om een (betaald) abonnement bij KPN af te sluiten of om deel te nemen aan The Things Network.

Voordelen LoRa:

  • Is geheel private te realiseren tegen lage vaste kosten. Dit maakt het bijvoorbeeld interessant voor bedrijfsterreinen, smart-city-toepassingen en gebouwen
  • Low-cost via TTN (via plaatsing gateways indien geen dekking)
  • Geolocatie is mogelijk via KPN-netwerk met batterijgevoede nodes
  • LoRa is de beste oplossing voor nodes die met een batterij zijn gevoed

Nadelen LoRa:

  • Niet geschikt voor vaker dan 1 x per 10 minuten per node
  • Niet geschikt om realtimeberichten terug te sturen (Class A)
  • Niet geschikt indien het bericht moet aankomen
  • Niet geschikt voor veel data in één bericht

Toepassingen LoRa

  • Sensordata (bijvoorbeeld 1 x per 15 minuten verzenden van de temperatuur van een koeling)
  • Geofencing (tracking materieel)
  • Private LoRa is interessant voor een afgebakend gebied (bedrijfsterrein of kantoorgebouw)
  • Lange tijd te voeden uit een batterij (tot 10 jaar realistisch)
NB-IoT

NarrowBand Internet of Things oftewel NB-IoT is een LPWA-techniek die uitermate geschikt is voor industriële (grootschalige) toepassingen in bijvoorbeeld gebouwen, fabrieken en de landbouw.

Goede dekking maar lage bandbreedte

De technologie maakt qua beveiliging, infrastructuur en bereik gebruik van de voordelen van het 4G-netwerk. Typerend voor het netwerk is de goede dekking met een groot bereik. Het signaal laat zich niet tegenhouden door dikke muren waardoor ook toepassingen onder de grond mogelijk zijn.

Een ander groot voordeel van NB-IoT is dat het veel apparaten met elkaar verbindt en de batterijen van de sensoren lang meegaan (10+ jaar). Daar staat tegenover dat NB-IoT een lage bandbreedte heeft. Hierdoor is het niet mogelijk om veel data in korte tijd te versturen.

Voordelen NB-IoT:

  • Meer zekerheid van berichtenverkeer: geen collisions
  • Goede doordringbaarheid
  • Batterijgevoede nodes goed realiseerbaar
  • In theorie geen beperking qua aantal berichten (UL/DL). Soms worden door de provider beperkingen in het abonnement opgenomen (T-Mobile: 120 berichten per dag)

Nadelen NB-IoT

  • Niet real time: vertraging tot 10 seconden
  • Je bent afhankelijk van een provider
  • Geolocatie alleen nog via GPS (niet geschikt voor batterij)
  • Nog geen standaard nodes beschikbaar
  • Geen wereldwijde dekking

Toepassing NB-IoT

  • Sensor data vanuit batterijgevoede nodes
  • Alarmsystemn
  • Toepassing in stedelijk gebied en laag bij de grond
LTE-M

Long Term Evolution for Machines (LTE-M) maakt tegen een laag energieverbruik dataverkeer op lange afstand mogelijk tussen apparaten en het internet. LTE-M-technologie geeft meer bandbreedte in vergelijking met NB-IoT en heeft een groter bereik in gebouwen. Bovendien heeft LTE-M een betere ontvangst dan 2G, 3G en 4G LTE en ondersteunt het ook sms-berichten en spraaktoepassingen. LTE-M heeft een lagere snelheid (max 1Mbps) en een hoge doordringbaarheid. De baterijen in LTE-M apparatuur gaan tussen de 5 en 10 jaar mee. LTE-M is geschikt voor verschillende toepassingen die met 2G of GPRS werken, waaronder: slimme meters, automaten, en verkeerssystemen. Roaming met België, Frankrijk, Zwitserland en de VS is reeds mogelijk.

Grote bandbreedte en minder goede dekking

LTE-M is geschikt voor het verzenden van informatie op frequente basis met een lagere snelheid. Het grote voordeel van LTE-M is dat real time informatieoverdracht mogelijk maakt waardoor de techniek goed toe te passen is in bewegende objecten. Daardoor is het bij uitstek bruikbaar in bijvoorbeeld de automotive, transport en logistiek (track en trace) en wearables.

Voordelen LTE-M:

  • Real time informatieoverdracht
  • Laag energiegebruik
  • Lange afstand
  • Ondersteuning spraaktoepassingen en sms-berichten

Nadelen LTE-M:

  • Beperkte dekking

Toepassing LTE-M:

  • Automotive
  • Transport en logistiek
  • Gezondheidszorg
Samenvattend overzicht
  LoRaWAN NB-IoT LTE-M
Batterij 10+ jaar 10+ jaar 5+ jaar
Snelheid tussen de 0,3 en 50 Kbps < 50 Kbps < 1 Mbps
Verbindingsfrequentie Soms Soms Regelmatig
Spraaktoepassing Nee Nee Ja
Mobiele toepassing Ja Nee Ja
Binnen Uitstekend Uitstekend Goed
Buiten Uitstekend Goed Uitstekend
Geschikt voor Productieprocessen

Incidentmanagement

Onderhoud

Verkeersinstallaties

Slimme meters

Landbouw

Parkeermonitoring

Automotive

Transport en logistiek

Gezondheidszorg

Wearables