NOW 09

ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2019 #24 πρόσβασης με διαχωρισμό του διαθέσιμου φάσματος συχνοτήτων σε ένα αριθμό καναλιών, τα οποία διαιρούνται σε χρονοθυρίδες για την μετάδοση σημάτων. Για μεγάλο χρονικό διάστημα αποτέλεσε την πιο συχνά χρησιμοποιούμενη κυψελοειδή τεχνολογία σε προϊόντα που δεν απαιτούν μεγάλες ποσότητες μεταφοράς δεδομένων, κάτι που οφείλε- ται κυρίως στη μεγάλη διαθεσιμότητα και το χαμηλό σχετικά κόστος υλικού του εξοπλισμού του. Όμως, το GSM καταργείται πλέον από τις περισσότερες εταιρίες κινητής σε όλο τον κόσμο, με σκοπό να απελευ- θερωθεί περισσότερο εύρος ζώνης για τα 4G και 5G smartphones που απαιτούν τεράστιες ποσότητες μεταφοράς δεδομένων. LTE: Το LTE (Long Term Evolution) είναι μια κυψελοειδής τεχνολογία 4G που αποτελεί τη μακροπρόθεσμη εξέλιξη του GSM, καθώς αυ- ξάνει τη χωρητικότητα και υποστηρίζει πολύ μεγαλύτερες ταχύτη- τες μεταφοράς δεδομένων, χρησιμοποιώντας καινοτόμες τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας και διαμόρφωσης σήματος. Λειτουργεί σε διαφορετικό εύρος ζώνης συχνοτήτων και δεν είναι συμβατό με τα υφιστάμενα δίκτυα 2ης και 3ης γενιάς. Είναι σχεδιασμένο για να πα- ρέχει ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων της τάξης των 300Mbps για downlink και έως 75Mbps για uplink. Το εύρος ζώνης του φέροντος σήματος είναι μεταβλητό και κυμαίνεται από τα 1,4 έως τα 20ΜΗz, ενώ υποστηρίζονται τόσο η διπλεξία διαίρεσης συχνότητας, όσο και η διπλεξία διαίρεσης χρόνου. Η αρχιτεκτονική του δικτύου βασίζε- ται σε μια απλοποιημένη μορφή αρχιτεκτονικής IP, το EPC (Evolved Packet Core) που είναι ένας εξελιγμένος πυρήνας πακέτων, κάτι που αποσκοπεί σε χαμηλότερα λειτουργικά έξοδα. Χαμηλής ισχύος τεχνολογίες για μεγάλες αποστάσεις Για τη μεταφορά δεδομένων σε μεγάλες αποστάσεις που απαιτείται από πολλές συσκευές IoT, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ασύρμα- τες τεχνολογίες LoRa, NB-IoT και LTE-M. Δυστυχώς όμως, καμία από αυτές δεν αποτελούν ευρέως υποστηριζόμενα παγκόσμια πρότυπα, κάτι που (ανάλογα με τη χώρα) καθιστά την εφαρμογή τους από δύ- σκολη έως αδύνατη. LoRa: Το LoRa (Long Range) είναι ένα πρωτόκολλο ασύρματης επι- κοινωνίας πολύ μεγάλης εμβέλειας που μπορεί να ξεπερνάει τα 10 χιλιόμετρα σε ορισμένες περιοχές, καταναλώνοντας πολύ μικρή ισχύ. Πρόκειται για μια ιδιόκτητη ασύρματη τεχνολογία που απο- κτήθηκε από τη Semtech το 2012 και λειτουργεί σε διάφορες ζώ- νες συχνοτήτων, ανάλογα με την περιοχή λειτουργίας. Στη Βόρειο Αμερική χρησιμοποιούνται τα 915MHz, στην Ευρώπη τα 868MHz, ενώ σε άλλες περιοχές τα 169MHz και τα 433MHz. Οι συσκευές και Για τη σύνδεση από παντού σε συσκευές IoT χρησιμοποιούνται ασύρματες τεχνολογίες, όπως τα LoRa, NB-IoT και LTE-M. 4 Η τεχνολογία NB-IoT χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα καινοτόμων εφαρμογών IoT. 5 η τεχνολογία LoRa της Semtech χρησιμοποιούνται σε πολλά δίκτυα Internet of Things (IoT) παγκοσμίως, όπως τη διαχείριση ενέργειας, τη μείωση των φυσικών πόρων, τον έλεγχο της ρύπανσης, την απο- δοτικότητα των υποδομών, την πρόληψη καταστροφών και άλλες ακόμα έξυπνες εφαρμογές. Παρόλο που το LoRa έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί σε μεγάλη κλίμακα, δεν αποτελεί μια κυψελοειδή τε- χνολογία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κινητά δίκτυα, κάτι που όμως καθιστά απλούστερη και φθηνότερη την εφαρμογή της. NB-IoT: Σε αντίθεση με το LoRa, το NB-IoT (NarrowBand Internet of Things) είναι μια κυψελοειδής τεχνολογία, κάτι που σημαίνει ότι είναι πιο πολύπλοκο, ακριβότερο στην εφαρμογή και καταναλώνει περισ- σότερη ισχύ, προσφέροντας όμως υψηλότερης ποιότητας συνδέσεις και άμεση πρόσβαση στο διαδίκτυο. Το NB-IoT προορίζεται για μετά- δοση μόνο πολύ μικρών ποσοτήτων δεδομένων και επικεντρώνεται ειδικά στην κάλυψη εσωτερικών χώρων, το χαμηλό κόστος, τη μεγά- λη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και την υψηλή πυκνότητα σύνδεσης. Χρησιμοποιεί ένα υποσύνολο του προτύπου LTE, περιορίζει όμως το εύρος ζώνης στη στενή μπάντα των 200kHz. Το μεγαλύτερο μειονέ- κτημά του είναι η περιορισμένη διαθεσιμότητα, καθώς καμία εταιρία των ΗΠΑ δεν το υποστηρίζει ακόμα, και προς το παρόν δοκιμάζεται μόνο στην Ευρώπη, ενώ αναμένεται να είναι ευρύτερα διαδεδομένο μέσα στα επόμενα δύο χρόνια. Σε ότι αφορά την Ελλάδα, η COSMOTE έχει ήδη αναπτύξει το δικό της δίκτυο τεχνολογίας NB-IoT που υλοποι- εί πιλοτικά προγράμματα, όπως το ‘‘Smart City’’ στην Πάτρα με εφαρ- μογές για έξυπνο φωτισμό, έξυπνο parking και παρακολούθηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και το ‘‘Smart University Campus’’ στην Ξάνθη για την παρακολούθηση της ποιότητας της ατμόσφαιρας και του νερού, αλλά και τη διαχείριση του φωτισμού και του πετρελαί- ου θέρμανσης της Πανεπιστημιούπολης. LTE-M: Το LTE-M είναι μια τεχνολογία ευρείας περιοχής χαμηλής ισχύ- ος για τις IoT συσκευές που χρειάζονται απευθείας σύνδεση σε ένα δίκτυο κινητής τηλεφωνίας 4G. Πρόκειται για ένα υποσύνολο της κυ- ψελοειδούς τεχνολογίας LTE, η οποία είναι βελτιστοποιημένη για συ- σκευές χαμηλού ρυθμού δεδομένων που χρησιμοποιούν μικρές μπα- ταρίες. Σε σύγκριση με το τυπικό LTE, το LTE-M είναι φθηνότερο στην υλοποίησή του επειδή μπορούν να χρησιμοποιηθούν απλούστερα chip, λόγω του πιο περιορισμένου εύρους ζώνης. Βοηθάει επίσης στη μειωμένη κατανάλωση ενέργειας, ώστε να μην αποστραγγίζονται γρήγορα οι μικρές μπαταρίες. Επιπλέον, σε σύγκριση με το NB-IoT διαθέτει το πλεονέκτημα του συγκριτικά υψηλότερου ρυθμού δεδο- μένων, της κινητικότητας και της δυνατότητας ομιλίας μέσω δικτύου, απαιτεί όμως περισσότερο εύρος ζώνης και είναι πιο δαπανηρό.