Rural connectivity strategies based on the integration of 4G networks and IoT solutions

Estrategias de conectividad rural basadas en la integración de redes 4G y soluciones IoT

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Resumen (en)

The integration of 4G private and Internet of Things (IoT) networks offers one of a transformative solution to address the connectivity challenges faced by rural areas in Colombia. This project easy to update to 5G, focuses on leveraging open-source tools, including srsRAN and Open5GS, along with containerization and visualization technologies such as Docker compose, Portainer and Grafana, to deploy, manage and visualize private 4G networks key performance indicators (KPI). Using general-purpose hardware and Software-Defined Radios (SDRs) like USRPs and Baicells eNBs, we aim to establish a robust Fixed Wireless Access (FWA) network for private 4G networks in rural areas traditionally unconnected. This FWA network will facilitate the connection of LoRaWAN gateways to IoT sensors deployed in agricultural environments and allow the deployment of wireless networks with excelent signal penetration and coverage. Also, It shows a viable and cheap proposal to Colombian government to accomplish its objective of connecting 85% of Colombians before 2026 without buying expensive hardware from traditional legacy providers and creating adding value.

The primary objective with the integration between 4G and IoT is to enhance agricultural practices by providing real-time data that allows farmers to optimize their harvests, manage resources efficiently, and reduce the use of pesticides and fertilizers. Additionally, the improved connectivity will enable farmers to market their products more effectively to urban consumers. Through this approach, we seek to bridge the digital divide in rural areas, fostering sustainable agricultural practices, improving economic opportunities for rural communities, and reducing the climate change impact.

Resumen (es)

La integración de redes privadas 4G y de Internet de las Cosas (IoT) ofrece una solución transformadora para abordar los desafíos de conectividad que enfrentan las áreas rurales en Colombia. Este proyecto, fácil de actualizar a 5G, se enfoca en aprovechar herramientas de código abierto, incluyendo srsRAN y Open5GS, junto con tecnologías de containerización y visualización como Docker compose, Portainer y Grafana, para desplegar, gestionar y visualizar los indicadores clave de rendimiento (KPI) de las redes privadas 4G. Utilizando hardware de propósito general y Radios Definidos por Software (SDR) como USRPs y estaciones base (eNBs) Baicells, nuestro objetivo es establecer una red de Acceso Fijo Inalámbrico (FWA) robusta en áreas rurales tradicionalmente no conectadas. Esta red facilitará la conexión de gateways LoRaWAN a sensores IoT desplegados en entornos agrícolas y permitirá el despliegue de soluciones inalámbricas con excelentes cualidades de penetración y cobertura de la señal. Además, se presenta como una propuesta viable y económica para que el gobierno colombiano logre su objetivo de conectar al 85% de los colombianos antes de 2026 sin la necesidad de comprar hardware caro de proveedores tradicionales y creando valor agregado.

El objetivo principal es mejorar las prácticas agrícolas proporcionando datos en tiempo real que permitan a los agricultores optimizar sus cosechas, gestionar recursos de manera eficiente y reducir el uso de pesticidas y fertilizantes. Además, la mejorada conectividad permitirá a los agricultores comercializar sus productos de manera más efectiva a los consumidores urbanos. A través de este enfoque, buscamos cerrar la brecha digital en las áreas rurales, fomentando prácticas agrícolas sostenibles, mejorando las oportunidades económicas para las comunidades rurales y reduciendo el impacto del cambio climático.