Технология NB-IoT

NB-IoT

После принятия консорциумом 3GPP в 2016 году стандарта NB-IoT в 13-м релизе, работы по его модернизации отмечены регламентами Rel. 14 и Rel. 15. С тех пор этот стандарт активно развивается, благодаря усилиям разработчиков устройств NB-IoT, поставщикам оборудования, компаниям-интеграторам и операторам мобильной связи. Начинает активно расширятся интернет вещей NB-IoT. Стоимость оборудования стабильно снижается. Развитие сетей NB-IoT усиливает тренд на миграцию IoT оборудования из устаревших сетей 2G, 3G и 4G. Именно поэтому пришло время разобраться в особенностях NB-IoT сетей и модулей NB-IoT.

Основы NB-IoT:

1. протокол NB-IoT описывает новый радиоинтерфейс сотовой связи, который полностью адаптирован к типовым требованиям межмашинных коммуникаций (MTC)
2. NB-IoT это уже относительно новый стандарт сотовой связи для устройств телеметрии, который оптимизирован для редкой и нерегулярной передачи небольших объемов данных (от нескольких десятков до сотен байт в день) и избавлен от функциональности, которая не служит этой цели). Технология применима в счетчиках, датчиках, системах умного дома
3. В настоящее время NB-IoT работает только в лицензируемом спектре

Три сценария использования – внутриполосный, автономный и так называемый guard band – свидетельствуют о том, что сеть NB-IoT может быть создана и отдельной сущностью, и каналом внутри существующей сотовой структуры.

Другие преимущества технологии NB-IoT:

• Возможность работать на существующей LTE-инфраструктуре благодаря 200-КГц спектру;
• Защищенность передаваемой информации;
• Большая емкость сети (до 1500 модулей на кв. км) и большой радиус действия – возможность подключения к базовой станции (БС) до 50 тысяч абонентов;
• Большой энергетический бюджет линии связи (GSMA называла цифру 164 дБ)
• Низкая частота, за счет которой достигается максимально качественное проникновение несущего сигнала;
• Низкое энергопотребление оконечных устройств (при использовании режимов энергосбережения PSM и eDRX) – NB-IoT устройства передают небольшие объемы информации. Один счетчик за один год сгенерит и отправит один мегабайт данных.
• Максимальная автономность – длительная работа от батарей (заявлено до 10 лет);
• Оптимизация модуляции сигнала, которая улучшает прием;
• Предусмотренный отказ от физической SIM-карты. В 2016 году был принят стандарт eSIM, интегрирующий весь функционал модуля идентификации в микросхему приемопередатчика;
• Потенциально глобальное покрытие
• Тенденция к снижению стоимости модемов и модулей связи и, как следствие, услуг связи;
• Активное развитие технологии.

NB-IoT модуль может быть использован в электро-, водо- и газосчетчиках, промышленной телеметрии, E-health, POS-терминалах, удаленном мониторинге подвижных объектов. Устройства и компоненты на базе NB-IoT компоненты и системы на их основе уже сегодня применяют:

• При разработке СКУД (системы контроля доступа);
• Для сбора и передачи метеоданных;
• В сфере складской логистики и контроля перемещения товаров от складов до терминалов, на заводах, в портах и других объектах;
• При мониторинге агропромышленных объектов, мониторинге состояния для противопожарных систем;
• В современных системах учета – счётчиках газа, электроэнергии и так далее.

К 2021 году в России и мире четко сформировался интерес к M2M устройствам и дешевой энергоэффективной передаче больших массивов данных. Операторы мобильной связи строят свои M2M платформы и создают внутри компаний центры разработки IoT, NB-IoT устройств. Спрос на дешевые и функциональные решения будет расти вместе с ростом конкуренции в этой сфере и охватывать  новые сферы. При разработке NB-IoT устройств основной акцент делается на пониженное энергопотребление. Очень вероятно, что в скором будущем в сфере передачи данных компании откажутся от дорогих GSM-модулей в пользу низко потребляющих и подешевевших модулей NB-IoT.