Ankietowani liczą, że pomoże to im w usprawnianiu działalności biznesowej i lepszym wykorzystaniu zasobów, jak również poprawi ogólny standard obsługi klienta. Prognozy są zwykle optymistyczne, ale nawet z dużą dozą ostrożności można stwierdzić rosnący potencjał tego rynku.

Aby wspierać dalszy wzrost i rozwój Internetu rzeczy branża telefonii komórkowej rozwija standaryzację i nową klasę technologii GSM. Sieci Low Power Wide Area (LPWA) obsługują urządzenia wymagające niskiej mobilności, niskiego poboru mocy, dużego zasięgu i niskich kosztów. Low Power Wide Area odgrywać będzie coraz ważniejszą rolę w łączeniu się miliardów nowych urządzeń tworzących IoT. Oczekuje się, że technologie LPWA służyć będą różnorodnym branżom i wspierać szeroki zakres zastosowań i scenariuszy wdrożeniowych, których istniejące technologie mobilne mogą nie być obecnie w stanie najlepiej połączyć.

Ze względu na różnorodność wymagań Internetu rzeczy, pojedyncza technologia nie jest w stanie zaspokoić potrzeb wszystkich przypadków użycia LPWA. Z tego powodu przemysł mobilny koncentruje się na trzech uzupełniających licencjonowanych standardach 3GPP: rozszerzonym GSM dla IoT (EC-GSM-IoT), LTE kategorii M (LTE-M) i wąskim paśmie radiowym (Narrowband-IoT). Technologie LPWA w licencjonowanym spektrum mogą być wdrażane w sposób uproszczony, bez utraty kluczowych wymagań klientów, takich jak żywotność baterii czy bezpieczeństwo.

Operatorzy telefonii komórkowej mogą już zapewnić niezawodne, bezpieczne platformy end-to-end IoT, które pozwalają klientom na skalowanie i zarządzanie ich wymaganiami biznesowymi. Mają też globalny zasięg sieci oraz wsparcie techniczne i biznesowe do reagowania na zmieniające się potrzeby klienta.

Technologia LPWA oznacza przede wszystkim:

• bardzo niskie zużycie energii - żywotność baterii przekracza 10 lat dla niektórych aplikacji,
• optymalizację dla krótkich wiadomości - o długości SMS,
• bardzo niski koszt jednostkowy urządzenia - moduł łączności będzie ostatecznie kosztować kilka dolarów,
• dobry zasięg na zewnątrz i wewnątrz budynku, co umożliwia łączność w obszarach wiejskich i podziemnych,
• łatwość zainstalowania na już istniejących sieciach, co umożliwi w miarę możliwości ponowne wykorzystanie istniejącej infrastruktury komórkowej,
• możliwość obsługi dużej liczby urządzeń w szerokim obszarze geograficznym,
• bezpieczeństwo, łączność i wsparcie dla Internetu rzeczy,

Cechy sieci LPWA

Prace dotyczące rozwiązań LPWA zakończono w czerwcu 2016 i zawarto w 3GPP Release 13. Pełna gama rozwiązań komercyjnych spodziewana jest na początku 2017 r. Szansą sieci LPWA jest przeznaczenie dla IoT i machine-to-machine (M2M) zapewniając długą żywotność baterii, niskie koszty, działanie w odległych i trudno dostępnych miejscach i łatwość wdrożenia. LPWA jest nowym obszarem Internetu rzeczy i stanowi ogromną szansę rynkową dla IoT.

Analitycy firmy Strategy Analytics przewidują 3 biliony połączeń w sieci LPWA w 2022 roku. Analysys Mason prognozuje, że technologia LPWA może wygenerować 970 mln $  przychodów w 2018 roku, dochodząc do 7,5 miliarda dolarów w 2022 roku.

Całkowity rynek połączeń i prognoza LPWA, 2013-2023

Źródło: Rebbeck T., Mackenzie M., Afonso N., Analysis Mason Report: Low-powered wireless solutions have the potential to increase the M2M market by over 3 billion connections, wrzesień 2014 r., http://iotbusinessnews.com/download/white-papers/ANALYSIS-MASON-LPWA-to-increase-M2M-market.pdf

Rynek usług LPWA będzie wyglądać zupełnie inaczej niż tradycyjny rynek komórkowy, który według prognoz Analysys Mason jest zdominowany przez sektor motoryzacji i sektor użyteczności publicznej. Charakter łączności LPWA, a co najważniejsze niskie koszty sprawiają, że jest to elastyczne rozwiązanie, które może być stosowane przez przedsiębiorstwa bardzo różnorodnych branż.

Obszary wykorzystania sieci LPWA

Źródło: Rebbeck T., Mackenzie M., Afonso N., Analysis Mason Report: Low-powered wireless solutions have the potential to increase the M2M market by over 3 billion connections, wrzesień 2014 r., http://iotbusinessnews.com/download/white-papers/ANALYSIS-MASON-LPWA-to-increase-M2M-market.pdf

Prognozuje się, że do sieci LPWA zostanie podłączone około 10% wszystkich urządzeń.  Jest to co prawda niski, ale znaczący odsetek wszystkich podłączonych do sieci urządzeń.

Liczba urządzeń podłączonych do sieci LPWA w 2023 roku

Źródło: Rebbeck T., Mackenzie M., Afonso N., Analysis Mason Report: Low-powered wireless solutions have the potential to increase the M2M market by over 3 billion connections, wrzesień 2014 r., http://iotbusinessnews.com/download/white-papers/ANALYSIS-MASON-LPWA-to-increase-M2M-market.pdf

Pomimo, że sieci typu LPWA nie oferują dużych przepustowości to jednak, niski pobór prądu stanowi przewagę w niektórych aplikacjach nad rozwiązaniami opartymi o sieci komórkowe. Radiomodemy i moduły radiowe przeznaczone do pracy w sieciach LPWA są projektowane przy uwzględnieniu priorytetowych założeń takich jak: niski koszt, energooszczędność i niskie wykorzystanie szerokości dostępnego pasma. Zużycie energii przez poszczególne urządzenia to kluczowy czynnik w wielu aplikacjach, radiomodemy przeznaczone do pracy w sieciach świata Internetu rzeczy wykorzystują zasilanie z wbudowanych baterii. Moduły pracujące w sieciach LPWA mogą transmitować dane najdłużej 10 lat.

LPWA to także szansa dla operatorów sieci komórkowych. W każdym z obszarów, gdzie pozycja operatorów wydaje się słaba lub niepewna, mogą oni rozwijać lub kupować nowe rozwiązania. Na przykład, przejmując lub podejmując współpracę z firmami oferującymi aplikacje i wiedzę w zakresie wertykalnych rynków, albo wdrażając mobilne sieci rozległe o małej mocy LPWA albo rozwiązania oparte na technologii NB-LTE (Narrow-Band LTE) nadającej się do budowy sieci obsługujących IoT, nad którą wspólnie pracują Intel, Nokia i Ericsson. Inne rozwiązania, nie oparte na LTE, to system Cellular IoT przygotowywane przez Huawei po przejęciu firmy Neul, LoRa Alliance (efekt współpracy Cisco, MicroChip i Swisscom) oraz SigFox (Telefonica, SK Telecom, NTT Docomo, Eutelsat). SigFox ma już wdrożenia we Francji i planuje wejście na rynek amerykański.

Sieci LPWA pozwalają budować nową, ekonomiczną strukturę połączeń w przedziale częstotliwości poniżej jednego gigaherca. Obecnie trwają prace nad stworzeniem modułów sieci LPWA, które mogłyby przez dziesięć lat pracować na tej samej baterii AA, generując przy tym koszty w granicy pięciu dolarów. W przeciwieństwie do klasycznych sieci bezprzewodowych, charakteryzujących się wyższą przepustowością połączenia, LPWA przeznaczone są do transferu prostych komunikatów i niewielkich pakietów danych. Duży zasięg i niskie zużycie energii to kluczowe kryteria – nawet, jeśli połączenia cechuje niska przepustowość i mniejsze bezpieczeństwo transferowanych danych.

Autor: dr Łukasz Kryśkiewicz, pracownik Ministerstwa Cyfryzacji

Źródła:

1. Internet rzeczy – szansa rynkowa operatorów, http://www.telko.in/internet-rzeczy-szansa-rynkowa-operatorow,2
2. Low-Power Wide-Area (LPWA) technology, http://www.m2m-alliance.com/en/low-power-wide-area-lpwa-technology/
3. LPWA Technologies Unlock New IoT Market Potential, https://www.lora-alliance.org/portals/0/documents/whitepapers/LoRa-Alliance-Whitepaper-LPWA-Technologies.pdf
4. LPWAN: Low Power wide area network,  http://internetofthingsagenda.techtarget.com/definition/LPWAN-low-power-wide-area-network
5. Mobile IoT Initiative, http://www.gsma.com/connectedliving/mobile-iot-initiative/
6. Rebbeck T., Mackenzie M., Afonso N., Analysis Mason Report: Low-powered wireless solutions have the potential to increase the M2M market by over 3 billion connections, wrzesień 2014 r., http://iotbusinessnews.com/download/white-papers/ANALYSIS-MASON-LPWA-to-increase-M2M-market.pdf