Analisten struikelen over elkaar heen in hun voorspellingen voor wat betreft het aantal connected devices de komende jaren. Eén ding is zeker: we staan nog maar aan het begin van de IoT-hype. De beschikbaarheid van een landelijk dekkend LoRa-netwerk kan het komende jaar in ons land wel eens voor een grote versnelling gaan zorgen.
In november 2015 kondigde KPN als eerste Nederlandse provider aan landelijk LoRa te gaan uitrollen. Waar ze destijds dachten daar een jaar voor nodig te hebben, lopen ze nu – vooral gestimuleerd door de grote vraag – voor op schema. Deze zomer heeft Nederland, als eerste land in Europa, landelijke LoRa-dekking.
Weinig energie nodig
LoRa, wat staat voor Long Range Low Power, is een protocol voor draadloze netwerken dat opvalt door zijn bijzonder lage energieverbruik. De accu van een apparaat verbonden met LoRa kan op twee penlite-batterijen tot vijftien jaar lang data verzenden en ontvangen. Desalniettemin hebben apparaten met een LoRa-chip een bereik van enkele kilometers. Ze werken zelfs in het water of onder de grond.
Omdat de LoRa-sensoren een lage prijs hebben, zijn ze bijzonder geschikt voor allerlei IoT-toepassingen die weinig data verzenden en daarom niet uit de voeten kunnen met de bestaande M2M-technologieën zoals 4G-netwerken, Wi-Fi, Bluetooth of NFC.
LoRa concurreert niet met bestaande netwerken, maar is een aanvulling en neemt drempels weg op het gebied van energiegebruik en apparaatkosten. LoRa-chips zijn namelijk goedkoper dan 4G-chips. Het LoRa-netwerk leent zich voor toepassingen waarin een klein bericht volstaat, kortom voor de meerderheid van de IoT-toepassingen.
Want of het nu gaat om slimme straatlantaarns, de connected cow (zie ook ICT/Magazine van maart 2016) of het monitoren van de conditie van een dijk, het databerichtje dat nodig is om de status door te sturen, bestaat hooguit uit enkele bytes. Het apparaat is in diepe slaap als het geen data hoeft te versturen, dat maakt een LoRa-apparaat zo energiezuinig. Door de lage frequentie die LoRa gebruikt, is bovendien het bereik groot en is ook de indoordekking goed.
Voor KPN waren dat belangrijke redenen om vroeg in te stappen, zegt Jasper Snijder, Executive Vice President New Business. “Wij zijn al veel langer bezig met machine-to-machine communication (M2M). Het stroomverbruik van M2M-modems is te groot om goed te werken voor iedere mobiele toepassing die je kunt bedenken. Dagelijks een apparaat opladen, net als je mobiele telefoon, is voor sensoren niet altijd handig en mogelijk. Hierdoor konden we soms klanten niet goed helpen met een geschikte oplossing. Het LoRa-netwerk levert hiervoor de oplossing doordat de batterij jarenlang kan meegaan.”
Bouwstenen
IoT bestaat uit drie bouwstenen. Allereerst het apparaat. Dat is een breed begrip, zegt Snijder. “Een apparaat kan een Tesla zijn die continu met verschillende partijen en apps communiceert over de technische status en de locatie, maar het kan ook een eenvoudige sensor zijn in een afvalcontainer die meet hoe vol die container zit.”
De tweede bouwsteen is de connectiviteit. KPN weet niet of concurrenten zich ook zullen gaan begeven op de LoRa-markt, maar de ict-telecomprovider wil zelf niet afwachten. “Wij gaan uit van onze eigen kracht en van de vraag van onze eigen klanten. Omdat wij al veel ervaring hebben met M2M weten we precies welke voordelen LoRa biedt.”
Nederland is door de voortrekkersrol die KPN speelt nu een van landen die voorop loopt, samen met de VS, Rusland, Zwitserland, Frankrijk en België. Daar werkt Proximus aan de landelijke uitrol van een LoRa-netwerk. Ook in India, Zuid-Afrika, Australië, Zuid-Korea, Zwitserland en Singapore worden op dit moment netwerken gebouwd.
De derde bouwsteen is datamanagement (slimme algoritmen), want het is evident dat je iets wilt doen met de data die je apparaten via 4G en/of het LoRa-netwerk hebben verzameld. Uiteindelijk zit daar de toegevoegde waarde die een organisatie kan halen uit een IoT-toepassing.
Snijder ziet dat veel organisaties zich mengen op deze markt. Want waarom zou iedere organisatie zelf het wiel moeten uitvinden als je ook een toepassing kunt gebruiken die ontwikkeld is door een van de vele IoT solution providers die er zijn. Slimme straatverlichting, slimme afvalcontainers, het terugvinden van materieel, het monitoren van gedrag van koeien, het zijn toepassingen die slechts één keer ontwikkeld hoeven worden en door meerdere organisaties kunnen worden ingezet.
LoRa Alliance
KPN is medeoprichter van de LoRa Alliance, een wereldwijd opererende alliantie om het LoRa-protocol te standaardiseren. Standaardisatie is van belang om ervoor te zorgen dat LoRa-netwerken in alle landen hetzelfde zijn en dat apparaten uit het buitenland ook op het LoRa-netwerk van KPN werken.
KPN wil de lessen die in het buitenland zijn opgedaan graag naar de Nederlandse markt vertalen en gebruiken om groei binnen het bedrijfsleven in Nederland te stimuleren. Volgens Snijder houden in Nederland ontzettend veel bedrijven zich bezig met IoT-toepassingen. “Veel van die ideeën zijn niet uniek in de wereld. Door ons netwerk van buitenlandse organisaties mee te nemen naar Nederland kunnen wij bedrijven in eigen land helpen de versnelling te maken en hun leercurve te verkorten.”
Duidelijk is dat de businesscase voor de meeste IoT-toepassingen snel rond is. “Organisaties creëren door IoT dusdanig veel voordelen dat de terugverdientijd van de businesscase vaak heel erg kort is. Denk bijvoorbeeld aan directe kostbesparingen, CO2-reductie en efficiëntie in ketens. De uitdaging is niet meer om de businesscase rond te krijgen, maar om een businesscase te bedenken.”
Vier LoRa-domeinen
De toepassingen voor LoRa zijn in te delen in vier categorieën:
- Consumententoepassingen: denk aan connected devices in huis, wearables en toepassingen buitenshuis zoals locatiebepaling voor kinderen, huisdieren of je fiets.
- Zakelijke toepassingen: denk aan het terugvinden van materialen op een bouwplaats, sensoren die meten of beton al genoeg is uitgehard en sensoren die aan de hand van trillingen slijtage meten.
- Smart city: denk aan slimme straatlantaarns, afvalmanagement, parkeertoepassingen enzovoort.
- Smart country: hieronder vallen alle toepassingen in de openbare ruimte die verder gaan dan een stad, zoals dijkbewaking, monitoring van verkeersstromen, het meten van trillingen in de Groningse aardbodem.
Hoe werkt LoRa?
3G en 4G technologie is ontwikkeld om grote hoeveelheden data te transporteren. LoRa is juist geschikt voor het versturen van heel kleine berichten. Apparaten die verbonden zijn met LoRa sturen of ontvangen op afgesproken momenten berichten via het netwerk naar het internet en ‘slapen’ vervolgens. Bij het versturen verbruikt het apparaat voor ongeveer één seconde energie.
Zijn de gegevens verstuurd, dan ‘luistert’ het apparaat even of er nog nieuwe opdrachten zijn en schakelt vervolgens weer in de slaapstand. Een apparaat verbonden met LoRa kan tot vijftien jaar lang data verzenden en ontvangen op twee penlite-batterijen.
LoRa biedt tweewegverkeer: communicatie van en naar apparaten die voorzien zijn van een LoRa-chip. De apparaten kunnen dus ook commando’s ontvangen, denk aan verkeerslichten die op rood of groen moeten springen, slagbomen die open of dicht moeten of slimme sloten om je voordeur zonder sleutels open te maken.
