Что такое
NB-IoT?
Описание NB-IoT
NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) - это протокол беспроводной связи, который основан на технологии LTE и используется для создания радиосетей с низким энергопотреблением (LPWAN) и большим радиусом действия.
Технология была разработана консорциумом 3GPP. NB-IoT передает данные в лицензируемых диапазонах радиочастот.
Сетевая архитектура
Сетевая архитектура с использованием NB-IoT имеет следующую структуру:
1. Терминалы
Оконечные устройства передачи данных с низким энергопотреблением: например, счетчики импульсов. Они могут быть размещены где угодно - в умных домах, транспортных средствах, зданиях, промышленных предприятиях и т.д.
2. Базовая станция
Служит центральной точкой для связи с беспроводными устройствами. Она подключает терминал к другим сетям или оборудованию, как правило, к серверам. Для NB-IoT в качестве базовых станций выступают вышки сотовой связи, которые могут как передавать, так и принимать сигналы.
3. Сервер
Программное обеспечение для сбора, обработки и хранения данных от устройств. Он позволяет облачной платформе использовать определенные функции: вспомогательные программы, сетевые службы, доступ к файловой системе или базе данных.
4. Облачная платформа
Обрабатывает, хранит и предоставляет информацию об устройствах в удобной для пользователей форме.
Сетевая архитектура NB-IoT работает по топологии "звезда" с единым центром, к которому подключаются все устройства. Такая топология имеет следующие достоинства:
- Большая скорость передачи данных, т.к. каждое конечное устройство имеет прямую связь с базовой станцией.
- Высокая отказоустойчивость, т.к. при такой архитектуре сеть менее чувствительна к отказу отдельных единиц.
Особенности технологии
NB-IoT (LTE Cat-NB) - это еще одна ветвь технологии LTE и многое наследует от нее, начиная от способа передачи сигналов и заканчивая устройством сети.
NB-IoT предоставляет недорогое средство для дистанционного съема показаний. При этом нет необходимости в покупке шлюза (gateway), в отличие от некоторых других способов передачи данных, что позволяет снижать затраты на покупку оборудования и продлевает жизнь батареи устройства.
Термины LTE Cat-NB1 и Cat N1 применяются к спецификации NB-IoT, выпущенной в 2016 году. Существуют также устройства Cat N2 или Cat NB2 с расширенными спецификациями, которые появились позже.
| LTE Cat NB1 (NB-IoT) | LTE Cat NB2 (NB-IoT) | |
| Пиковая нисходящая скорость | 26 кбит/с | 127 кбит/с |
| Пиковая восходящая скорость | 66 кбит/с (многотональная) 16.9 кбит/с (однотональная) | 159 кбит/с |
| Задержка | 1.6–10 с | 1.6–10 с |
| Количество антенн | 1 | 1 |
| Дуплексный режим | Полудуплекс | Полудуплекс |
| Пропускная способность приема устройства | 180 кГц | 180 кГц |
| Цепи приемника | 1 (SISO) | 1 (SISO) |
| Мощность передачи устройства | 20 / 23 дБм | 14 / 20 / 23 дБм |
Тенденции NB-IoT
По данным EMR, в 2020 году мировой рынок NB-IoT достиг почти 580 млн долларов США и в 2023-2028 годов вырастет в среднем на 35%.
Аналитики Valuates ожидают, что объем мирового рынка NB-IoT достигнет 1225,9 млн долларов США к 2027 году при совокупном годовом темпе роста на 27,8% в течение 2021–2027 годов. Отслеживание активов является самой быстрорастущей сферой применения NB-IoT: беспроводное обнаружение и контроль обеспечивают круглосуточную видимость местонахождения и состояния активов в цепочке поставок.
Благодаря развитию технологии NB-IoT ее использование в различных сферах быстро растет. Технологические компании и сотовые операторы вкладывают все больше средств в усовершенствованный дизайн, улучшенные устройства NB-IoT и услуги по развертыванию сетей.
Разработки в области искусственного интеллекта, машинного обучения и аналитики позволят компаниям анализировать огромные объемы данных, собранных в результате отслеживания и мониторинга действий с использованием NB-IoT. Таким образом, ожидается, что растущее внедрение IoT и подключенных устройств, наряду с машинным обучением и анализом с помощью промышленных и коммерческих приложений, приведет к росту рынка NB-IoT.
Аналитики IEEE считают, что из-за ограниченных вычислительных ресурсов, памяти и сетевых ресурсов устройства IoT более уязвимы для атак, чем другие конечные устройства, такие как смартфоны, планшеты или компьютеры.
Что касается регионов, ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион будет лидировать на мировом рынке NB-IoT благодаря растущему внедрению передовых технологий в регионе.
Согласно существующей статистике, NB-IoT охватила более 300 городов в Китае и не менее 600 во всем мире.
Технология внедряется все большим количеством компаний, что ускорило интеграцию NB-IoT и повысило производительность продуктов, связанных с ней. С каждым годом зона покрытия NB-IoT расширяется и исследуются новые сценарии применения.
Преимущества NB-IoT
Технология поддерживает огромное количество соединений за счет создания сетей, которые подключаются к миллиардам устройств как в помещении, так и на улице
NB-IoT является более энергоэффективным по сравнению с другими сотовыми технологиями благодаря тому, что устройства NB-IoT способны переходить в спящий режим, когда не передают данные
За счет меньшей сложности по сравнению с устройствами, работающими по другим технологиям беспроводной передачи данных
Минимальный расход заряда в режиме ожидания позволяет NB-IoT поддерживать работу узлов на протяжении длительного периода времени - до 10 лет от одной батарейки
Технология имеет обширные механизмы безопасности. Конфиденциальная информация для входа хранится на SIM-карте, с помощью которой конечное устройство может войти в мобильную сеть и подтвердить свою подлинность. Кроме того, отправляемые пакеты данных шифруются для предотвращения несанкционированного доступа и манипулирования данными. Программное обеспечение оборудования можно обновлять через NB-IoT, чтобы закрывать бреши в безопасности
Сферы применения
Благодаря хорошему покрытию сети в зданиях NB-IoT позволяет счетчикам передавать небольшие объемы данных о потреблении на центральный сервер коммунального предприятия или сетевого оператора. Радиомодули счетчиков работают от батареек в течение многих лет, не требуя внешнего источника питания. Умный учет делает ручное считывание и передачу показаний лишними и позволяет легко мониторить потребление
Датчики, установленные в помещениях, оповещают о состоянии и проблемах освещения, отопления, вентиляции и систем безопасности. Устройства, подключенные к системе мониторинга, работают независимо, имеют небольшие размеры и не бросаются в глаза. Их можно установить во многих местах здания. Поскольку они передают информацию непосредственно в удаленный центр управления и их трудно обнаружить, злоумышленники не смогут их отключить
Например, NB-IoT можно использовать для управления уличным освещением: включать и выключать, регулировать яркость дистанционно и собирать информацию о дефектах. Умные мусорные баки предупреждают компании по утилизации отходов о заполненности, а умные датчики информируют о качестве воздуха и загрязнении в определенных районах
NB-IoT обеспечивает безопасный и недорогой способ отслеживания недвижимого имущества, когда непрерывное отслеживание не требуется
В сельской местности и, в частности, в лесах, покрытие обычной мобильной телефонной связью часто недостаточно. Кроме того, нет внешнего источника питания. NB-IoT позволяет следить за домашним скотом, измерять температуру, направление ветра или образование дыма в лесах, а также передавать данные об уровне воды в ирригационных резервуарах
Вопрос - ответ
Нужна ли SIM карта для работы NB-IoT?
Да, устройствам NB-IoT требуется SIM-карта. Она нужна для передачи данных на базовую станцию с помощью сотовой сети и для идентификации устройства в системе. Также оборудование может быть оснащено встроенным в него SIM-чипом оператора сотовой связи, в этом случае установка SIM-карты не требуется.
NB-IoT - это 4G или 5G технология?
NB-IoT является неотъемлемой частью технологий 4G и в дальнейшем будет развиваться как часть спецификаций 5G New Radio. 3GPP согласилась с тем, что технология NB-IoT будет сосуществовать в тех же сетях, что и другие компоненты 5G, такие как расширенная мобильная широкополосная связь.
Вы оказываете услуги по внедрению NB-IoT решений?
Да, мы оказываем следующие услуги, связанные с использованием технологии NB-IoT:
- Подключение устройств к нашей IoT платформе для дистанционного контроля работы устройств и мониторинга потребления энергоресурсов
- Продажа оборудования для передачи данных (см. Каталог)
- Разработка и интеграция готовых решений
- Консалтинг, включающий проектирование сети устройств и подбор оборудования
- Разработка программного обеспечения для NB-IoT решений
- Монтажные работы
