Het internet der dingen (IoT) is een uitgebreid netwerk van onderling verbonden apparaten, voertuigen en huishoudelijke apparaten die zijn uitgerust met software, sensoren en netwerkconnectiviteit, waardoor deze objecten gegevens kunnen verzamelen en uitwisselen. Centraal in de realisatie van het IoT staat connectiviteit, de ruggengraat die zorgt voor een goede communicatie tussen deze apparaten en de digitale wereld. Maar waar bestaat deze uit? Laten we de details bekijken: van energiezuinige Low Power Wide Area Networks (LPWAN) tot snelle 5G met lage latentie en verder.

De behoefte aan connectiviteit in het ivd

5G-netwerkconnectiviteit is essentieel voor het functioneren van IoT-apparaten. Apparaten moeten gegevens naar een centraal systeem of cloud sturen voor verwerking. Ze moeten ook instructies ontvangen op basis van die gegevens. Een fitnesstracker verzamelt bijvoorbeeld informatie over iemands stappen en hartslag. Hij stuurt deze informatie naar een app op een smartphone, waar de gebruiker zijn gezondheidsstatistieken kan bekijken. Als de fitnesstracker geen verbinding kan maken met het internet, kan hij deze informatie niet delen, waardoor het apparaat minder bruikbaar wordt.

De vraag naar connectiviteit kan echter voor uitdagingen zorgen. IoT-apparaten werken vaak op afgelegen locaties of in gebieden met beperkte netwerkdekking. In deze gevallen moet een geschikte connectiviteitsoptie worden gekozen om te garanderen dat gegevens effectief kunnen worden verzonden.

In het algemeen is het bieden van betrouwbare connectiviteit met behoud van beveiliging cruciaal voor de effectieve werking van IoT-apparaten. Omdat het aantal aangesloten apparaten blijft groeien, moeten zowel connectiviteitsoplossingen als beveiligingsmaatregelen, zoals VPN'szal een belangrijke rol spelen in het succes van IoT-toepassingen.

Breedbandnetwerken met laag stroomverbruik (LPWAN)

LPWAN-technologieën zijn speciaal ontworpen voor IoT-apparaten die een lange batterijlevensduur, uitgebreide dekking en minimale datatransmissie vereisen. Deze netwerken zijn zeer geschikt voor toepassingen zoals slimme meters, het volgen van bedrijfsmiddelen en omgevingsbewaking:

• Belangrijkste kenmerken: Laag stroomverbruik, groot bereik, lage gegevenssnelheid en kosteneffectiviteit.

• Voorbeelden van LPWAN-technologieën: LoRaWAN, Sigfox en smalband IoT (NB-IoT).

• LoRaWAN: Maakt gebruik van spread spectrum modulatie voor robuuste communicatie, waardoor het ideaal is voor omgevingen met interferentie.

• Sigfox: Biedt een ultralaag energieverbruik en een groot bereik, geschikt voor statische apparaten met onregelmatige gegevensoverdracht.

• NB-IoT: Gebouwd op cellulaire netwerken, die een bredere dekking en betere penetratie bieden in vergelijking met andere LPWAN-technologieën.

LPWAN biedt aanzienlijke voordelen, waaronder lage kosten en een lange levensduur van de batterij. Veel LPWAN-apparaten kunnen jaren op één batterij werken, waardoor ze een economische keuze zijn voor wijdverspreide inzet.

Mobiele netwerken: 2G, 3G, 4G en 5G

Vóór de opkomst van LPWAN waren cellulaire netwerken de eerste keuze voor IoT-connectiviteit. 2G-, 3G-, 4G- en 5G-netwerken zijn verschillende generaties van cellulaire technologie, die elk verbeterde datasnelheden en mogelijkheden bieden.

2G was het eerste cellulaire netwerk dat datatransmissie ondersteunde, maar de snelheden waren laag. Dit maakte het geschikt voor basis IoT-toepassingen, zoals trackingapparaten die slechts kleine hoeveelheden gegevens hoefden te verzenden. Sommige voertuigvolgsystemen gebruiken bijvoorbeeld 2G om locatie-informatie terug te sturen naar een centrale server.

3G bracht hogere gegevenssnelheden, waardoor meer geavanceerde toepassingen mogelijk worden. Beveiligingscamera's op afstand kunnen bijvoorbeeld videogegevens streamen via 3G-verbindingen. Naarmate de IoT-behoeften groeiden, werden de beperkingen van 3G echter duidelijk. Veel apparaten hebben constante connectiviteit en hogere gegevensoverdrachtsnelheden nodig.

4G technologie voorzag in deze behoeften met aanzienlijk hogere snelheden en een lagere latentie. Hierdoor konden apparaten snel grote hoeveelheden gegevens verzenden. Slimme thuisapparaten, zoals beveiligingssystemen en aangesloten apparaten, maken vaak gebruik van 4G-netwerken voor een betrouwbare verbinding. Naarmate de vraag naar IoT-apparaten blijft groeien, ondervindt 4G echter ook beperkingen.

5G en de impact op IoT

Wat is 5G? 5G bestaat om het IoT te veranderen door de noodzakelijke infrastructuur te bieden voor een groot aantal verbonden apparaten.

• mMTC: Helpt bij het verbinden van een groot aantal apparaten, cruciaal voor toepassingen zoals smart cities en industrieel IoT.

• URLLC: Garandeert ultralage latentie, essentieel voor kritieke IoT-toepassingen zoals autonome voertuigen en chirurgie op afstand.

• eMBB: Levert hoge gegevenssnelheden en ondersteunt toepassingen die om grote gegevensoverdracht vragen, zoals augmented reality en virtual reality.

5G is de nieuwste generatie cellulaire technologie en heeft het potentieel om IoT-connectiviteit te veranderen. Met hogere snelheden, lagere latentie en de mogelijkheid om meer apparaten tegelijk aan te sluiten, is 5G-internet gemaakt om te voldoen aan de eisen van het groeiende IoT-ecosysteem.

Vergelijkende analyse van IoT-connectiviteitsopties

Bij het kiezen van een connectiviteitsoptie voor IoT-apparaten is het essentieel om rekening te houden met de specifieke vereisten van de toepassing. LPWAN is ideaal voor apparaten met een laag vermogen die communicatie over lange afstanden nodig hebben, terwijl cellulaire netwerken geschikt zijn voor toepassingen die hogere datasnelheden en real-time communicatie vereisen.

LPWAN is vaak de beste keuze voor toepassingen zoals landbouw en milieumonitoring. Sensoren die in afgelegen velden zijn geplaatst, kunnen LPWAN bijvoorbeeld gebruiken om gegevens over de vochtigheidsgraad van de bodem naar boeren te sturen zonder dat ze constant stroom nodig hebben. Aan de andere kant is 5G een betere optie voor toepassingen die snelle, real-time gegevensoverdracht vereisen, zoals augmented reality-ervaringen of verbonden voertuigen.

De beslissing welke connectiviteitsoptie te gebruiken hangt af van factoren zoals de hoeveelheid gegevens die moet worden verzonden, de stroomvereisten en de afstand tussen apparaten. Bedrijven moeten hun behoeften zorgvuldig evalueren en de juiste technologie selecteren.