Wi-Fi vs. Mobilfunk: Finden Sie die beste Lösung für Ihr IoT -Projekt
Die Entscheidung, welche Konnektivitätsoption verwendet werden soll, ist eine äußerst wichtige Entscheidung bei der Entwicklung eines neuen IoT Projekts, die die Frage aufwirft: Soll ich Wi-Fi oder Mobilfunkkonnektivität verwenden?
Die Entscheidung, welche Konnektivitätsoption verwendet werden soll, ist eine äußerst wichtige Entscheidung bei der Entwicklung eines neuen IoT Projekts, die die Frage aufwirft: Soll ich Wi-Fi oder Mobilfunkkonnektivität verwenden?
Die Beantwortung dieser Frage ist nicht einfach, wenn man bedenkt, dass es aufgrund der individuellen Anforderungen jeder IoT Anwendung mehrere Antworten gibt. Alles hängt von den Merkmalen Ihres Projekts, seinen Anforderungen und natürlich von der Umgebung ab, in der sich die Geräte befinden.
In diesem Artikel gehen wir auf die Frage „Wi-Fi vs. Mobilfunk“ ein, um Ihnen die Vor- und Nachteile der einzelnen Optionen aufzuzeigen und zu erklären, wie Sie die richtige Option für Ihr Projekt auswählen können.
Ein Gerät, das eine Verbindung zu einem Mobilfunknetz herstellt, ist auf seine SIM-Karte angewiesen, da die Verbindung über eine drahtlose Mobilfunkverbindung erfolgt und nicht wie bei WLAN über einen Router. Das Senden von Daten über eine SIM-Karte oder einen Router bringt erhebliche Unterschiede in Bezug auf Sicherheit, Abdeckung und Kosten mit sich; unter anderem.
Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Vorteile und Einschränkungen jedes einzelnen davon.
Mobilfunk für IoT
Die beiden beliebtesten Mobilfunk- IoT Technologien sind LTE-M und NB- IoT .
LTE-M (auch bekannt als Cat M1 oder Cat M2, je nach Spezifikation des LTE-M-Standards) ist die am weitesten verbreitete Methode. Mehrere IoT Dienstleister entscheiden sich aufgrund der erschwinglichen Kosten, der einfachen Implementierung und des geringen Stromverbrauchs dafür. Es gibt auch NB- IoT (Narrowband Internet of Things), das speziell für IoT Einsätze entwickelt wurde. Es funktioniert in 4G-Netzen (jedoch nicht in den LTE-Bändern) und ist daher weltweit verfügbar.
Beide Optionen sind gültig, aber abhängig von den Projekteigenschaften wird immer eine besser sein LTE-M unterstützt beispielsweise die VoLTE-Technologie, was sie sehr nützlich für Mobilität und Sprache macht, und NB- IoT eignet sich am besten für niedrige Datenraten und Anwendungsfälle, die keine hohen Bildwiederholraten erfordern.
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Vor- und Nachteile von Mobilfunk für IoT
Vorteile:
- Hohe Netzwerkzuverlässigkeit: Mobilfunk- IoT hohen Datenraten senden, unabhängig vom Wetter oder der Entfernung zwischen der Basisstation und dem Gerät (bis zur größten Entfernung, über die das Gerät geortet werden kann). Folglich erfreut sich die Mobilfunkkonnektivität zunehmender Beliebtheit bei der Entwicklung integrierter Maschine-zu-Maschine-Kommunikation, die eine drahtlose Zustandsüberwachung von Industrieanlagen ermöglicht.
- Sicherheit: Im Gegensatz zu WLAN werden Daten bei Mobilfunkverbindungen immer verschlüsselt. Abhängig von der Netzwerkbereitstellung ist die Sicherheit bei WLAN häufig ein Problem.
- Vielseitigkeit: Darüber hinaus ermöglicht es Bewegungsfreiheit und erleichtert so die Aufrechterhaltung der Konnektivität auch unter schwierigen Umständen mit mobiler Ausrüstung.
Nachteile:
- Empfang: Eines der am meisten kritisierten Merkmale ist der schlechte Empfang im Innen- und Untergrund . Wenn sich Ihre Geräte ständig unter diesen Bedingungen befinden, kann es zu Unterbrechungen bei der Verbindung kommen. Dasselbe kann passieren, wenn sich Ihre Geräte in einem ländlichen oder unbebauten Gebiet befinden, wo möglicherweise keine gute Infrastruktur vorhanden ist, um sicherzustellen, dass das Netzwerk immer auf dem neuesten Stand und verfügbar ist.
- Rezertifizierung: Die Kombination von SIM-Karten verschiedener Anbieter erfordert möglicherweise eine Rezertifizierung Ihrer gesamten IoT Bereitstellung.
- Kosten: Wenn Ihr Anwendungsfall das Senden großer Datenmengen erfordert, können die hohen Kosten der Datenpläne zum Problem werden.
W-lan
Geräte, die WLAN nutzen, benötigen einen Router, um eine Verbindung zum Internet herzustellen. Dadurch muss sich das Gerät innerhalb der Reichweite des Routers befinden. Dies bedeutet in der Regel, dass sich sowohl der Router als auch das Gerät im selben Raum oder Gebäude befinden müssen.
Bei einer ordentlichen Aufstellung dürfte dies jedoch kaum ein Problem darstellen, da im Bedarfsfall Repeater eingesetzt werden können, die für eine optimale Verbindung im benötigten Bereich sorgen.
Für Orte wie Gebäude mit dicken Mauern, abgelegene Gebiete, ländliche Regionen, unterirdische Standorte usw., die nicht über das Mobilfunksignal erreichbar sind oder an denen noch nicht einmal eine Mobilfunkinfrastruktur entwickelt ist, kann WLAN oft die einzig brauchbare Konnektivität sein Option.
Wie sich die WLAN-Leistung im Laufe der Generationen entwickelt hat. Quelle: Quectel .
Vor- und Nachteile von Wi-Fi für IoT
Vorteile:
- Übertragungskapazität: Wi-Fi eignet sich für datenintensive Übertragungen, da es im Gegensatz zu Mobilfunk keine Kostenbeschränkung für die übertragene Datenmenge gibt.
- Verbindung mehrerer Geräte: WLAN ist immer eine gute Option, wenn Sie mehrere Geräte verbinden, sofern Sie über eine hervorragende Netzwerkkapazität verfügen.
- Geringe Latenz: Im Gegensatz zu Mobilfunknetzen müssen Sie Ihr Netzwerk nicht mit anderen Benutzern teilen. Infolgedessen ist die Latenz normalerweise kürzer.
- Zuverlässige drahtlose Verbindung: Aufgrund eines weniger überlasteten Frequenzbands, höherer Empfindlichkeit und Link-Spielraum bietet es eine zuverlässige drahtlose Verbindung.
Nachteile:
- Feste Einrichtung: Die Verbindung funktioniert ziemlich gut, solange sich das verbundene Gerät innerhalb der Grenzen des Wi-Fi-Netzwerks befindet. Dadurch wird die Mobilität stark eingeschränkt.
- Sicherheit: Datenschutz und Sicherheit können je nach gewählter Option ein Problem darstellen. Normalerweise erfolgt die Kommunikation in öffentlichen Netzwerken standardmäßig unverschlüsselt. Stellen Sie sicher, dass Sie einen sicheren Authentifizierungsmechanismus wie WPA2/WPA3 verwenden.
- Netzwerkwartung: Im Gegensatz zum Mobilfunk, wo die Netzwerkinfrastruktur vom Mobilfunkanbieter verwaltet wird, ist bei WLAN mindestens ein Router mit Internetzugang erforderlich. Die Aufrechterhaltung und Sicherstellung der Betriebszeit einer solchen Infrastruktur kann eine große Herausforderung sein.
IoT Wi-Fi vs. Mobilfunk: Vergleich
*Obwohl die Wi-Fi-Standards auf Wi-Fi 6 (802.11ax) weiterentwickelt wurden, unterstützen die meisten IoT Chips bis zu 802.11n, wie z. B. ESP32. Dies liegt daran, dass die meisten IoT Anwendungen keine hohe Bandbreite oder hohe Geschwindigkeiten erfordern.
**Die Quelle dieser Werte ist die Forschung von Mehmet Erkan Yüksel und kann hier .
***Diese Werte können je nach Faktoren wie dem Netzwerkbetreiber und den von ihm verwendeten Protokollen, der Qualität des Signals, den Einstellungen des Geräts und sogar der Nutzlastgröße stark variieren.
Wann ist WLAN eine bessere Option?
- Wenn Sie Zugriff auf den entfernten Standort haben, um ein Wi-Fi-Netzwerk einzurichten.
- Wenn die Zahlung einer monatlichen Konnektivitätsgebühr pro Gerät finanziell nicht möglich ist.
- Wenn sich Ihr Projekt in einem Gebiet befindet, in dem die Mobilfunkdaten begrenzt sind.
- Wenn Sie mehrere Geräte auf engstem Raum, z. B. in einem Gebäude, verbinden müssen – vorausgesetzt, die WLAN-Abdeckung ist möglich.
Wann ist Mobilfunk eine bessere Option:
- Wenn die Einsatzbedingungen den Stromanschluss nicht ermöglichen.
- Bei Zahlung einer monatlichen Konnektivitätsgebühr pro Gerät ist dies sinnvoll.
- Wenn der Einsatzort unsicher ist oder Sie die Standorterkennung verwenden müssen.
Warum nicht beides nutzen?
Ihre Antwort könnte anders ausfallen als die Wahl zwischen WLAN und Mobilfunk; eine Kombination von Konnektivitätsoptionen könnte die richtige Wahl für Ihr Projekt sein. Auch wenn es sich nicht um eine IoT Domäne handelt, hat die PC-Welt gezeigt, wie Endgeräte von der doppelten Konnektivität profitieren können, indem sie Computern Mobilfunkmodule hinzufügen: „Mobilfunkkonnektivität ist nicht als Ersatz für Wi-Fi gedacht, sondern für Unternehmen mit großen mobilen Arbeitskräften.“ „Es ist klar, dass zugängliches WLAN nicht immer verfügbar ist“, Joe O'Connor, VP PC OEM Sales, Quectel Wireless Solutions .
Eine Deloitte-Studie zur fortgeschrittenen Einführung drahtloser Technologien beweist außerdem, dass es für einige Implementierungen sinnvoll ist, beide Technologien zu verwenden: „Netzwerkmanager berichten, dass ihre Unternehmen beide Technologien für ihre drahtlosen Initiativen übernehmen, was darauf hindeutet, dass sie Wi-Fi 6 für Innenräume, auf dem Campus, und Festnetzsituationen und 5G für Outdoor-, Off-Campus- und Mobilfunknetzwerkumgebungen.“
Ebenso kann ein IoT Produkt von einer Mobilfunkverbindung profitieren, entweder als Backup oder als Backhaul für einen WLAN-Router.
IoT erfahren möchten, können Sie das Whitepaper von Quectel herunterladen: Warum Wi-Fi 6 Hand in Hand mit Mobilfunk geht, um die hypervernetzte Unternehmenszukunft zu ermöglichen .
Wi-Fi HaLow: Ein neuer Standard, um Wi-Fi besser für IoT geeignet zu machen
Ein spannender und noch neuer Standard, der maßgeschneidert für IoT ist 802.11ah oder Wi-Fi HaLow , eine offene Standardtechnologie für drahtlose Netzwerke, die im Bereich von 850–950 MHz arbeitet. Signale können sich viel länger ausbreiten und Wände und Hindernisse durchdringen, die bei höheren Frequenzen nicht durchdringbar sind.
Über Wi-Fi HaLow hinaus gibt es Wi-Fi 6, 802.11ax , das in erster Linie entwickelt wurde, um die Anforderungen dichter öffentlicher und industrieller Bereitstellungen zu erfüllen. Es zeichnet sich außerdem durch eine schnellere Reaktion auf und von angeschlossenen Einheiten aus. Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA) , Target Wake Time (TWT) und Multi-User, Multiple Input, Multiple Output (MU MIMO) gehören zu den in Wi-Fi 6 enthaltenen Technologien, die darauf ausgelegt sind, die Effizienz zu verbessern und den Durchsatz zu steigern und/oder den Stromverbrauch senken.
Auch wenn Wi-Fi im IoT im Vergleich zu anderen Optionen, die eine größere Reichweite und einen geringeren Strombedarf bieten, fehl am Platz zu sein scheint, ist die Wahrheit, dass Wi-Fi auch ohne Berücksichtigung neuer Standards wie HaLow in IoT Implementierungen äußerst nützlich sein kann allein oder in Verbindung mit anderen Technologien.
Mobilfunk wiederum war einer der Hauptakteure in der Entwicklung des IoT und muss daher aufgrund seiner Allgegenwärtigkeit immer als Option für eine neue Anwendung in Betracht gezogen werden. Letztlich kommt es bei der Entscheidung für eine dieser Optionen jedoch auf den Standort und die Beweglichkeit des Geräts, die Anzahl der Geräte sowie die wirtschaftliche Kompatibilität der Technologie und Ihres Projekts an.
Häufig gestellte Fragen
Was sind die Vorteile von Wi-Fi für IoT ?
- Ideal für Kontexte, in denen Geräte größtenteils stationär sind oder in einem bestimmten Bereich bleiben.
- Höhere Bandbreite und geringere Latenz.
- Ideal für Orte wie Gebäude mit dicken Wänden, abgelegene Gebiete, ländliche Regionen, unterirdische Standorte usw.
Was sind die Vorteile von Mobilfunk für IoT ?
- Die Allgegenwärtigkeit seiner Infrastruktur macht es zu einer fast immer verfügbaren Option.
- Sehr energieeffizient.
- Seine SIM-basierte Authentifizierung und automatische Verschlüsselung machen es zu einer sehr sicheren Option.
WLAN oder Mobilfunk, was soll ich verwenden?
Obwohl die oben genannten Vorteile einen allgemeinen Überblick über die beste Option geben können, variiert die tatsächliche Antwort von Anwendung zu Anwendung. Aus diesem Grund sollten alle Vor- und Nachteile sorgfältig abgewogen werden. Es ist jedoch zu bedenken, dass diese Technologien gemeinsam genutzt werden können, um sich gegenseitig zu ergänzen.
