Reducir el costo de implementar una red LoRaWAN privada

Probablemente, muchos hayan oído hablar de LoRa y soluciones similares como SigFox, NB-IoT y Strizh. Sobre Internet de las cosas, seguro. Hace varios años, el campo de la información estaba lleno de novedades sobre estas tecnologías. Se predijo que penetrarían ampliamente en la vida cotidiana de la sociedad. Grandes empresas como Er-Telecom, Lartech y MTS informaron sobre el despliegue de redes LoRa y NB-IoT a nivel federal que cubren todas las ciudades con una población de más de 100 mil personas. Pero ahora la euforia asociada con el surgimiento de algo nuevo ha pasado y resultó que las empresas no toman IoT ni en el comercio ni como piloto .



Este artículo analiza las posibles causas de la situación actual y también proporciona una forma de resolver los problemas que llevaron a esto.



Además, como muchos, hemos sucumbido a la fascinación del concepto de Internet de las cosas. En particular LoRa. Solo después de algún tiempo, habiendo gastado una buena cantidad de tiempo y recursos, aparecieron algunas deficiencias del paradigma existente de implementación e implementación de soluciones basadas en la interfaz inalámbrica LoRa. Lo más probable es que tecnologías similares también tengan estas desventajas.



En general, las redes de comunicación LPWAN inalámbricas repiten el paradigma de despliegue de redes inalámbricas, que se ha desarrollado entre los operadores celulares, a saber: despliegue de una red de estaciones base en torres propias o arrendadas. Este enfoque se justifica en el caso de que sea de vital importancia garantizar una cobertura de comunicación continua de todo el territorio de la ciudad sin puntos ciegos, ya que los suscriptores de telefonía celular se mueven constantemente por la ciudad. La calidad del servicio depende directamente de esto. Si el suscriptor no está satisfecho con la calidad de la comunicación móvil y la velocidad de la conexión a Internet con este operador, simplemente se conecta a otro operador. Como resultado, los operadores de telefonía celular se dirigen a la alfombra continua de clústeres de aglomeración con una densa red de estaciones base, independientemente de los costos de implementación de nuevas estaciones y su mantenimiento posterior.La ubicuidad generalizada de las comunicaciones móviles entre la población da a los operadores motivos para creer que la red será rentable en cualquier caso. Además, el tráfico de Internet inalámbrico está creciendo de manera constante, ganando participación de mercado de los proveedores de Internet domésticos.



Muchos operadores de redes LPWAN (LoRaWAN en particular), que siguieron el mismo camino (alfombrado de megalópolis), cayeron en una trampa con la expectativa de que el número de dispositivos finales que se pusieran en funcionamiento aumentaría rápidamente. Las optimistas predicciones de que el crecimiento anual será exponencial no se cumplieron. La práctica ha demostrado que, aunque hay un lugar para aumentar, no es tan rápido como se esperaba. Como resultado, los operadores se enfrentan al hecho de que la red desplegada en todo el país prácticamente no está cargada. Aquellos. inactivo, generando pérdidas.



Surge la pregunta de reducir los costos operativos. En primer lugar, se detiene la expansión irreflexiva hacia nuevas regiones y asentamientos. Un grupo de operadores está intentando compartir las mismas estaciones base. Hay una transición hacia la introducción focal de nuevos segmentos de red solo en aquellos territorios donde se espera la introducción de nuevas matrices de dispositivos finales. Por ejemplo, al introducir medidores inteligentes de agua / electricidad / calefacción / gas en un complejo residencial separado de edificios nuevos, la estación base se instala en el techo de cualquier edificio de gran altura para evitar la necesidad de pagar el alquiler, como sería si la estación estuviera instalada en una torre.



Este enfoque puede reducir significativamente los costos de implementación de la red. De hecho, los contadores, una vez instalados, no se mueven a ningún lado durante el funcionamiento. Por consiguiente, no es necesario proporcionar un revestimiento continuo. Y dado que la implementación más exitosa de las redes LoRaWAN en este momento se observa precisamente en el campo de la vivienda y los servicios comunales, podemos decir con seguridad que la implementación focal de la comunicación es suficiente si el operador de comunicaciones LPWAN quiere encontrar un compromiso entre la velocidad de crecimiento de la red y la contención de costos para su mantenimiento. , equilibrándose al borde de la recuperación en el peor de los casos y, en el mejor de los casos, alcanzando la recuperación y obteniendo beneficios desde los primeros días de funcionamiento de la red.



¿Existen otras formas de reducir el costo de implementar una red LoRaWAN? Dado que la vivienda y los servicios comunitarios es el área de implementación de las soluciones LPWAN que se desarrolla más activamente, más adelante en el texto nos centraremos en esta área.



Echemos un vistazo a un complejo residencial típico.



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Los desarrolladores, que buscan maximizar las ganancias, construyen un número máximo de metros cuadrados de espacio habitable en el área mínima de la ciudad. Esto se logra aumentando el número de pisos en los nuevos edificios y aumentando la densidad de edificios. Este enfoque es apoyado por la administración, ya que la duración de los servicios públicos y las comunicaciones de transporte disminuye, es decir se reducen los costos de asegurar la vida de la ciudad.



Partiendo de esto, si estamos hablando de la implementación de una solución LPWAN en un conjunto residencial separado (no importa si es un edificio nuevo o un complejo “secundario”), la idea de colocar un BS no en la cubierta de uno de los edificios, sino en un punto geométricamente equidistante de todos los edificios a equipar. Dispositivos finales LoRaWAN. Si estamos hablando de una pantalla LCD construida en forma de anillo con un patio, entonces colocar la estación base justo en el centro del patio permite obtener la distancia desde la estación base a cualquiera de los dispositivos terminales dentro de los 100-200 metros. En este caso, la mayor parte del espacio estará abierto.



Tenga en cuenta los edificios de un piso marcados con flechas rojas. Se trata de estaciones transformadoras de 0,4 kV. Se pueden encontrar en casi cualquier edificio residencial de varios pisos. La colocación del BS en los techos de estas estaciones (o en el interior) logrará lo siguiente:



  • . SX1301 SX1257, LoRaWAN, .
  • , . Bluetooth Low Energy, 2.4 .
  • lograr la escalabilidad de la solución, ya que no es necesario negociar cada instalación con el propietario del edificio elegido para la instalación del BS. Solo una vez es suficiente para llegar a un acuerdo con una sucursal de IDGC en el territorio dado sobre el procedimiento para introducir un módulo electrónico (BS LoRaWAN) en una subestación transformadora (TP) ubicada cerca del objeto de implementación (edificio residencial). Solución en caja.


Las paredes y las puertas de acceso de los edificios de gran altura pueden ser otros objetos de infraestructura. Las cámaras de vigilancia, los intercomunicadores y los sistemas de acceso en los estacionamientos con LoRaWAN BS incorporado también pueden reducir el costo de instalación del BS y el costo de mantenimiento, al tiempo que brindan un amplio ángulo de recepción de señal desde los dispositivos finales LoRaWAN ubicados en edificios opuestos y la distancia a ellos no es superior a 100 metros.



Una estación base LoRaWAN completa cuesta alrededor de 20.000 rublos. Además, debe comprar una antena de alta calidad por valor de 4000 rublos. Incluso si la estación base no está montada en una torre, sino en el techo de un edificio, la instalación cuesta desde 15,000 rublos. Un módulo electrónico LoRaWAN integrado en una cámara de vigilancia para exteriores o un intercomunicador costará menos que un BS completo. La distancia de 100-200 metros a los dispositivos finales le permite arreglárselas con una antena barata que cuesta 100 rublos en lugar de 4000. La instalación de una cámara de vigilancia / intercomunicador para exteriores cuesta 1500 rublos.



Por lo tanto, tendemos a creer que el uso de redes LoRaWAN integradas, cuando las estaciones base se integran en la infraestructura existente de la ciudad (dispositivos utilizados en las ciudades), reducirá drásticamente el costo de implementar una red LoRaWAN privada, sus costos de mantenimiento. El proceso de implementación de soluciones basadas en esta tecnología se acelerará debido al hecho de que el despliegue de su propia red LoRaWAN estará disponible para pequeñas empresas con un presupuesto disponible mucho menor sin la necesidad de mantener una red planificada con pérdidas.



Quizás nuestra idea se describe más claramente en este video:






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