Etäluentaratkaisuun parhaiten sopivan tiedonsiirtoteknologian valinta on olennainen osa etäluentainfrastruktuurin rakentamista. Tiedonsiirtoteknologia on kehittynyt huomattavasti ensimmäisten älymittareiden asennuksen jälkeen. Samalla odotukset datan käytettävyydestä ja älykkääseen mittaukseen liittyvistä toiminnallisuuksista ovat nousseet. Pitkään riitti mahdollisuus lukea data kerran päivässä kuukausittaista laskutusta varten, mutta tänä päivänä odotetaan yhä useammin lähes reaaliaikaista käytettävyyttä. Lisäksi jakeluverkonhaltijat haluavat esimerkiksi tarjota kuormitusprofiili- ja kulutustietoja asiakasportaalissaan, saada ajantasaista sähkön laatudataa käyttöönsä analytiikkaa varten tai korvata verkkokäskyvastaanottimilla toteutetun kuormanohjauksen.

Tiedonsiirrossa ei ole kyse vain siitä, miten järjestelmä saa datan päätelaitteilta. NB-IoT:n kaltaisilla uusilla teknologioilla voidaan pienentää koko elinkaaren ajan tiedonsiirtokustannuksia sekä standardisoida laitekantaa helpottaen järjestelmäintegraatioita ja edistäen niiden järjestelmien yhteneväisyyttä pitkällä aikavälillä tarkasteltuna.

PLC (power line communication) on ollut hallitseva tiedonsiirtoon käytetty teknologia etäluentaratkaisujen ensimmäisessä asennusaallossa Euroopassa, ja se on yhä perusteltu ratkaisu useissa tapauksissa. Sopivin tiedonsiirtoteknologia tai -teknologioiden yhdistelmä tulee valita aina tapauskohtaisesti jakeluverkonhaltijan tarpeiden ja käytettävissä olevan infrastruktuurin perusteella. NB-IoT (LTE CAT NB1) ja LTE-M (LTE CAT M1) ovat erityisesti IoT-tiedonsiirtoon kehitettyjä uusia mobiiliverkkopohjaisia tiedonsiirtoteknologioita. Niiden operoinnista vastaavat teleyhtiöt, ja ne hyödyntävät kuluttajien mobiilitiedonsiirtoon käytettävää infrastruktuuria. Äänensiirron sijaan ne on optimoitu laitteiden väliseen (M2M) tiedonsiirtoon ja sen edellyttämille datamäärille.

Tässä artikkelissa tarkastelemme näiden uusien mobiiliverkkopohjaisten tiedonsiirtoteknologioiden toimintaa ja etuja.

NB-IoT ja LTE-M -teknologioiden edut

NB-IoT ja LTE-M -teknologiat on kehitetty vastaamaan IoT- teknologioiden vaatimuksia ja niillä onkin muutamia tähän tarkoitukseen erinomaisesti sopivia ominaisuuksia:

Luotettavuus ja kuuluvuus

NB-IoT ja LTE-M hyödyntävät matkapuhelinverkkoja, joiden ylläpidosta vastaavat teleoperaattorit haluavat varmistaa mahdollisimman häiriöttömän tiedonsiirron. Tämä tietysti tukee ratkaisun luotettavuutta. Sekä NB-IoT että LTE-M -teknologian kuuluvuus on hyvä myös hankalissa ympäristöissä, kuten kellarikerroksissa. P2P-teknologiana se toimii hyvin myös maaseudulla, jossa mittaritiheys on alhaisempi.

Kustannustehokkuus ja yksinkertaisuus

NB-IoT ja LTE-M -teknologiaa hyödyntävien laitteiden asentaminen ja käyttöönotto ovat suoraviivaisia. Toisin kuin PLC-laitteiden kohdalla, yksittäisen NB-IoT-laitteen tiedonsiirto ei ole riippuvainen muista laitteista, joten yksittäisen mittarin lisääminen tai poistaminen ei vaikuta kokonaisuuteen tai verkon vakauteen. Uusi mittari aloittaa tiedonsiirron heti asennuksen jälkeen, eikä ympäröivien laitteiden asennusta tarvitse odotella.

Kaupan, teollisuuden ja sähköverkon sovelluksiin tarkoitettujen etäluettavien mittareiden alkuaikoina P2P-tiedonsiirron kustannukset olivat suuret, joten mittareita liitettiin yleisesti toisiinsa RS-485-tiedonsiirtoa käyttäen. Nykyisenä NB-IoT-aikana siihen ei ole enää tarvetta. Mittarin elinkaaren aikaisten tiedonsiirtokustannusten kannalta ei ole merkitystä, siirretäänkö data jokaiselta laitteelta erikseen vai datan keräävän isäntälaitteen tai gatewayn kautta. Jälkimmäinen tapa lisää kuitenkin asennuskustannuksia ja aiheuttaa haasteita nykyaikaisissa älykkäissä verkkosovelluksissa.

Myös tulevaisuuden teknologia

NB-IoT ja LTE-M ovat olennainen osa teleoperaattoreiden 5G-strategiaa. Näin ollen energiayhtiöt voivat olla varmoja, että teknologia ei vanhene investoinnin elinkaaren aikana. Suora tiedonsiirtoyhteys jättää tilaa myös tulevaisuuden käyttötapauksille. Niiden arkkitehtuuri mahdollistaa laitteiden päivityksen ja tiedonsiirrot esimerkiksi 10 minuutin välein, olipa sille tarve nyt tai vasta tulevaisuudessa.

Tietoturva

NB-IoT - ja LTE-M -teknologioiden 3GPP- tietoturvastandardit perustuvat LTE:lle määriteltyihin tietoturvaratkaisuihin. Tehokkaat tietoturvaratkaisut tukevat tiedon luottamuksellisuutta, käytettävyyttä ja eheyttä estäen luvattoman käytön ja käyttökatkokset sekä datan manipuloinnin. Kaikki käyttäjädata voidaan salata tiedonsiirron ajaksi, minkä lisäksi käyttäjän todentaminen on käytössä sekä lähettäjä- että vastaanottajalaitteissa.

Yhteenveto

NB-IoT ja LTE-M ovat skaalattavuutensa ja luotettavan, kustannustehokkaan tiedonsiirtonsa ansiosta ihanteellisia älykkääseen mittaukseen ja moniin muihin IoT-käyttötapauksiin niin kuluttaja- kuin teollisuusympäristöissä. Molempien tiedonsiirron nopeus on määritelty M2M-sovellusten tarpeisiin ja on siksi suhteellisen alhainen. Kokemuksemme etäluentaprojekteista kuitenkin osoittaa, että mikään tiedonsiirtoteknologia ei ole muihin teknologioihin nähden ylivoimainen kaikissa mahdollisissa tilanteissa. Optimaalinen ratkaisu on aina valittava tapauskohtaisesti. Useimmiten kyseeseen tuleekin hybridiratkaisu, jossa pääteknologiaa täydennetään muilla teknologioilla.

Jos haluat lukea tarkemmin NB-IoT- ja LTE-M -teknologioista, lataa White Paper -artikkelimme aiheesta:

NB-IoT: Mitä uusi tiedonsiirtoteknologia tuo älykkääseen mittaukseen?

Herättikö artikkeli lisäkysymyksiä aiheesta?