Cuộc chiến giành ống dẫn: eSIM vs. LoRaWAN trong cuộc cách mạng đo nước thông minh toàn cầu

Sự cần thiết toàn cầu về bảo tồn nước, kết hợp với nhu cầu hiện đại hóa cơ sở hạ tầng tiện ích, đã thúc đẩy việc áp dụng các đồng hồ nước thông minh. Những thiết bị này vượt ra ngoài việc đếm cơ học đơn giản, biến đổi tiêu thụ nước thành dữ liệu chi tiết, có thể hành động. Tại trung tâm của sự chuyển đổi này là các công nghệ truyền thông xác định hiệu quả, chi phí và khả năng mở rộng của toàn bộ hệ thống. Hai công nghệ đã nổi lên như những ứng cử viên hàng đầu: kết nối di động hỗ trợ eSIM (thường sử dụng LTE-M và NB-IoT) và LoRaWAN. Bài viết này cung cấp một phân tích sâu về hai mô hình công nghệ này, làm rõ những khác biệt cơ bản của chúng về kiến trúc, hiệu suất, kinh tế và an ninh. Hơn nữa, nó xem xét bối cảnh thị trường toàn cầu hiện tại, phân tích các yếu tố thúc đẩy việc áp dụng và thị phần của mỗi công nghệ ở các khu vực khác nhau, và đưa ra một cái nhìn hướng tới tương lai về tương lai của việc đo đếm nước thông minh.

Thiếu nước là một thách thức xác định của thế kỷ 21. Cơ sở hạ tầng lạc hậu, tổn thất nước không sinh lợi (NRW) - có thể vượt quá 50% ở một số thành phố đang phát triển - và các mô hình tiêu thụ không hiệu quả đe dọa sự ổn định kinh tế và sức khỏe cộng đồng. Phản ứng từ các công ty tiện ích và chính quyền địa phương đã là một sự chuyển mình nhanh chóng hướng tới Cơ sở Hạ tầng Đo lường Tiên tiến (AMI). Đồng hồ nước thông minh là yếu tố nền tảng của AMI, cung cấp không chỉ các chỉ số hàng tháng mà còn dữ liệu gần thời gian thực về tỷ lệ dòng chảy, phát hiện rò rỉ, dòng chảy ngược và các bất thường về áp suất.

Tuy nhiên, một đồng hồ thông minh chỉ thông minh như khả năng giao tiếp của nó. Lựa chọn công nghệ giao tiếp có lẽ là quyết định quan trọng nhất đối với một công ty cấp nước, vì nó quyết định độ bền của mạng lưới, chi phí vận hành và khả năng chức năng. Trong lĩnh vực này, hai triết lý không dây khác nhau đã nổi lên thành công:

Trong khi thường được trình bày như những đối thủ cạnh tranh trực tiếp, một sự hiểu biết tinh tế cho thấy rằng chúng phù hợp với các ứng dụng, mô hình kinh doanh và bối cảnh địa lý khác nhau.

Để hiểu vị trí thị trường của họ, trước tiên phải nắm bắt những khác biệt kỹ thuật và triết học cốt lõi của họ.

Thuật ngữ "eSIM" (SIM nhúng) thường được sử dụng như một cách viết tắt cho IoT di động hiện đại, nhưng điều quan trọng là phân biệt giữa phần cứng và mạng.

Đây là một chip hàn, không thể tháo rời thay thế cho thẻ SIM nhựa truyền thống. Lợi thế chính của nó là cung cấp SIM từ xa. Một tiện ích có thể triển khai hàng nghìn mét với một hồ sơ eSIM duy nhất và sau đó chuyển đổi từ xa các nhà khai thác mạng di động (MNO) qua không khí. Điều này cung cấp tính linh hoạt, tránh những cơn ác mộng về hậu cần của việc thay thế SIM vật lý, và bảo vệ việc triển khai trước những thay đổi hoặc ngừng hoạt động của MNO (ví dụ: tắt 2G/3G).

Đây là các giao thức LPWAN tiêu chuẩn 3GPP chạy trên phổ di động có giấy phép. Chúng là "mạng" mà eSIM kết nối tới.

LoRaWAN có cách tiếp cận hoàn toàn khác.

Sự khác biệt kiến trúc này dẫn đến những khác biệt rõ rệt trong hoạt động.

Đây là một yếu tố phân biệt quan trọng. Mức tiêu thụ năng lượng siêu thấp của LoRaWAN là huyền thoại và là lý do chính cho việc nó được áp dụng. Một đồng hồ LoRaWAN được thiết kế tốt có thể dễ dàng đạt được tuổi thọ pin 15 năm. Trong khi NB-IoT được thiết kế để cạnh tranh trực tiếp ở đây, hiệu suất thực tế có thể thay đổi. Các mô-đun di động phải định kỳ "tìm kiếm" một mạng và có thể tiêu tốn nhiều năng lượng hơn ở những khu vực có tín hiệu yếu, có khả năng làm giảm tuổi thọ pin so với một triển khai LoRaWAN được điều chỉnh hoàn hảo. Điều này khiến LoRaWAN trở thành nhà vô địch không thể tranh cãi cho các triển khai mà khả năng truy cập đồng hồ là một mối quan tâm lớn và việc thay thế pin là quá tốn kém.

eSIM/cellular mang lại sự tiện lợi vô song. Tiện ích này chuyển giao tất cả các vấn đề về mạng cho một chuyên gia (MNO). Đây là một lợi thế lớn cho các tiện ích thiếu chuyên môn sâu về viễn thông. LoRaWAN cung cấp quyền kiểm soát hoàn toàn. Tiện ích có thể xác định tần suất báo cáo dữ liệu, chính sách mạng và các giao thức bảo mật của riêng mình. Điều này hấp dẫn đối với các thành phố muốn sở hữu cơ sở hạ tầng quan trọng của họ và có khả năng tạo ra một mạng lưới đa ứng dụng (ví dụ: cho chiếu sáng thông minh, quản lý chất thải và cảm biến chất lượng không khí) trên cùng một cơ sở hạ tầng LoRaWAN, từ đó phân bổ chi phí đầu tư ban đầu.

Thị trường toàn cầu cho việc đo nước thông minh không phải là đơn nhất. Việc áp dụng eSIM/cellular so với LoRaWAN bị ảnh hưởng nặng nề bởi các yếu tố khu vực, bao gồm môi trường quy định, cơ sở hạ tầng hiện có và các chiến lược của các nhân tố địa phương chính.

Theo các công ty nghiên cứu thị trường như Berg Insight, số lượng đồng hồ nước thông minh được lắp đặt trên toàn cầu sẽ vượt quá 200 triệu đơn vị vào năm 2027. Trong khi các mạng lưới RF mesh độc quyền vẫn chiếm một phần đáng kể, công nghệ LPWAN (cả di động và LoRa) đang phát triển nhanh nhất. Thị trường được chia theo khu vực:

Hoa Kỳ và Canada là những thành trì cho IoT di động. Các lý do rất đa dạng:

Châu Âu thể hiện một sự tương phản rõ rệt và là trung tâm của việc áp dụng LoRaWAN trong các tiện ích.

Các thị trường đang phát triển này tập trung vào hiệu quả chi phí. Việc LoRaWAN không có phí định kỳ là một lợi thế đáng kể. Tuy nhiên, nhu cầu xây dựng một mạng lưới từ đầu có thể là một rào cản, khiến một số người thích giải pháp di động có sẵn. Các thành phố lớn thường thử nghiệm cả hai công nghệ.

Thật khó để xác định các con số chính xác, nhưng một phân tích tổng quát về phân khúc LPWAN của thị trường đồng hồ nước thông minh toàn cầu có thể trông như sau:

Câu chuyện không chỉ đơn thuần là một cuộc cạnh tranh. Tương lai có thể sẽ liên quan đến một hệ sinh thái tinh vi hơn:

Lựa chọn giữa IoT di động hỗ trợ eSIM và LoRaWAN cho đo nước thông minh là một quyết định chiến lược có những tác động sâu rộng. Không có câu trả lời nào phù hợp với tất cả.

Thị trường toàn cầu phản ánh sự phân đôi này. Cellular chiếm ưu thế ở Bắc Mỹ và Trung Quốc, được thúc đẩy bởi các hệ sinh thái nhà mạng mạnh mẽ và sự hỗ trợ của chính phủ. LoRaWAN phát triển mạnh ở châu Âu, được hỗ trợ bởi một cách tiếp cận đa mục đích do chính quyền địa phương dẫn dắt. Cả hai công nghệ đều trưởng thành, mạnh mẽ và có khả năng tạo thành xương sống cho sự chuyển đổi số của một dịch vụ nước hiện đại. "Cuộc chiến vì ống dẫn" không chỉ là về một người chiến thắng duy nhất mà còn là về công cụ phù hợp cho công việc phù hợp, ở khu vực phù hợp, cho dịch vụ phù hợp. Khi thị trường phát triển, những dịch vụ thành công nhất sẽ là những dịch vụ đưa ra lựa chọn công nghệ quan trọng này không dựa trên sự thổi phồng, mà dựa trên đánh giá rõ ràng về các mô hình tài chính của chính họ, khả năng kỹ thuật và mục tiêu chiến lược dài hạn.