Er zijn nu naar schatting 18,8 miljard verbonden IoT-apparaten wereldwijd. Daarnaast geven projecties aan dat deze snelle groei stevig zal aanhouden. Het totale aantal IoT-apparaten zal in 2030 naar verwachting ongeveer 40 miljard bedragen.

Omdat dit concept zo snel groeit, vragen velen zich af hoeveel verbonden apparaten er uiteindelijk zullen zijn.

Van oudsher werken deze apparaten op bekende netwerken en protocollen. Denk hierbij aan cellulaire draadloze technologieën. Deze verbinden computers of telefoons met het internet.

Gedistribueerde IoT-apparaten, zoals ingebedde sensoren, stellen echter totaal andere netwerkvereisten. Wanneer we internet gebruiken, hebben we immers met onregelmatige tussenpozen toegang tot grote hoeveelheden gegevens. Daarentegen verzenden externe sensoren regelmatig kleine pakketjes met gegevens. Bovendien moeten deze apparaten vaak verbinding maken in afgelegen gebieden. Daar ontbreekt immers de traditionele infrastructuur en stroomvoorziening.

Hoe gaan we daarom om met de unieke netwerkbehoeften van deze IoT-apparaten?

Sommige verbonden IoT-apparaten halen transmissiesnelheden tot 3,9 Gbps in de downlink en 1,5 Gbps in de uplink. In die gevallen is 5G mobiel ideaal.

5G is ontworpen voor communicatie met hoge snelheid, hoge capaciteit en lage latentie en is daardoor geschikt voor geavanceerde IoT-toepassingen die realtime reactievermogen en grote gegevensoverdrachten vereisen. Het ondersteunt dichte netwerken van apparaten, wat cruciaal is in stedelijke gebieden en industriële omgevingen. Typische toepassingen zijn slimme steden (verkeersbeheer en openbare veiligheid), industriële IoT (automatisering en robotica) en autonome voertuigen (vehicle-to-everything-communicatie).

Voor de meeste sensoren en apparaten die met het Internet of Things zijn verbonden, is echter minder dan 100 bpm nodig.

In tegenstelling tot computers en smartphones verzenden veel IoT-apparaten, zoals ingebedde sensoren, met regelmatige tussenpozen kleine hoeveelheden gegevens. Deze apparaten werken vaak op afgelegen locaties zonder gemakkelijke toegang tot stroomvoorziening of traditionele communicatie-infrastructuur.

LPWAN-technologieën (Low-Power Wide-Area Network), zoals LoRa en Sigfox, zijn geoptimaliseerd voor communicatie over lange afstanden, lage datasnelheden en minimaal stroomverbruik. Daardoor zijn ze geschikt voor IoT-sensoren en apparaten die met regelmatige tussenpozen kleine datapakketten verzenden, ook vanaf afgelegen of batterijgevoede locaties.

Toepassingen zijn onder meer slimme huiselektronica zoals verbonden thermostaten, asset-tracking en slimme meters voor nutsvoorzieningen.

Standaarden op basis van Sigfox en LoRa gebruiken een niet-gelicentieerde sub-GHz-band (868 MHz in Europa), die minder interferentie heeft dan andere protocollen. Op die frequenties kunnen signalen obstakels doordringen en lange afstanden afleggen met relatief weinig stroomverbruik. Dat is ideaal voor IoT-apparaten, die vaak worden beperkt door de levensduur van hun batterij.

Elke standaard gebruikt een eigen techniek om het zendvermogen te minimaliseren en het bereik te maximaliseren. Sigfox gebruikt de bekende BPSK-modulatietechniek en ultrasmalbandtechnologie voor maximale signaalpenetratie. Het is geschikt voor een bereik van 3 tot 10 kilometer in bebouwd gebied of 30 tot 50 kilometer op het platteland.

LoRa lijkt sterk op Sigfox, maar gebruikt spread-spectrumtechnologie om op verschillende frequenties en datasnelheden te verzenden. Zo kan de gateway zich aanpassen aan veranderende omstandigheden en de gegevensuitwisseling met elk apparaat optimaliseren.

Een belangrijk voordeel van deze LPWAN-technologieën zijn de kosten, vooral als u veel apparaten heeft.

Net als bij mobiele providers heeft u een licentie nodig. Beide technologieën hebben echter lage licentiekosten in vergelijking met traditionele mobiele netwerken, waardoor ze kosteneffectief zijn voor grootschalige IoT-toepassingen. Anders dan bij mobiele providers is een simkaart niet nodig.

Hoewel LPWAN-technologieën voldoen aan de specifieke behoeften van apparaten met een laag stroomverbruik en een groot bereik, biedt 5G connectiviteit met hoge snelheid en hoge capaciteit.

5G-netwerken kunnen zeer grote aantallen IoT-apparaten ondersteunen en maken zo naadloze communicatie mogelijk voor toepassingen zoals autonome voertuigen en industriële automatisering.

Veel IoT-sensoren en -apparaten, waaronder slimme huiselektronica, vertrouwen echter nog steeds op LPWAN vanwege de kosteneffectiviteit en energie-efficiëntie bij datazuinige toepassingen over lange afstanden. Een combinatie van beide technologieën zorgt voor robuuste connectiviteit in uiteenlopende IoT-toepassingen.

In veel scenario’s vullen deze technologieën elkaar aan: 5G ondersteunt toepassingen die hoge prestaties vereisen, terwijl LPWAN apparaten bedient die energie-efficiëntie en een brede dekking nodig hebben.

Bij EC Electronics hebben we ruime ervaring en technische kennis van IoT-apparaten en -platforms.

Onze vestigingen in het Verenigd Koninkrijk en Roemenië zijn geschikt voor LPWAN, met ingebouwde antennes waarmee we producten op Sigfox- of LoRa-netwerken kunnen testen.

Of u nu slimme elektronica voor industriële automatisering of voor thuis ontwikkelt, wij hebben de expertise om uw ideeën te realiseren en deze technologieën naadloos in uw producten te integreren via onze elektronische productieservices.

Met tientallen jaren ervaring in elektronicaproductie en een grondig begrip van het Internet of Things is EC Electronics uw partner voor draadloze IoT-oplossingen over lange afstanden. Of u nu hulp nodig heeft bij het integreren van Sigfox, LoRa of 5G, wij ondersteunen u graag.

Neem vandaag nog contact met ons op via +44 (0)1256 461894 of sales@ecelectronics.com en ontdek hoe we u kunnen helpen optimaal te profiteren van de nieuwste IoT-apparaten en slimme elektronica.