Cos'è l'NB-IoT
NB-IoT è un protocollo di comunicazione di rete cellulare wireless. È l'abbreviazione di NArrow Band Internet of Things, che significa Internet degli oggetti a banda stretta. È una tecnologia Internet of Things a bassa potenza e ampia copertura (LPWA). La banda stretta si riferisce solo alla larghezza di banda utilizzata, pari a 180KHz. Lavorando all'interno della banda di frequenza autorizzata dall'operatore, NB-IoT è stato portato alla ribalta anche nel settore IT. La tecnologia NB-IoT è basata su LTE R13, quindi è facilmente compatibile con le reti mobili esistenti e svolge un ruolo sempre più importante nelle comunicazioni IoT. Per questo motivo, i tre principali operatori stanno intensificando la diffusione della rete NB-IoT. .
Che cos'è il protocollo NB-IoT?
Quando una certa risorsa è limitata ed è richiesta da più individui, spesso vengono stabilite varie regole per utilizzare le risorse in modo più razionale. Nella comunicazione, i mezzi di trasmissione e il tempo di trasmissione necessari per l'interazione delle informazioni sono limitati. Il tempo di trasmissione è limitato ed è quello per cui tutti i partecipanti alla comunicazione competono. A questo punto, è necessario stabilire un insieme di protocolli di comunicazione, cioè di regole di comunicazione. Tutti i partecipanti alla comunicazione rispettano congiuntamente questo accordo per l'interazione delle informazioni, in modo da ottenere un'elevata efficacia dell'interazione delle informazioni all'interno di risorse limitate e un'alta affidabilità per ottenere un utilizzo ottimale delle risorse.
Il protocollo NB-IoT è un insieme di regole di comunicazione per reti cellulari wireless progettato per sfruttare appieno le preziose risorse dello spettro wireless e le risorse temporali per soddisfare le esigenze di LPWA. La sua funzione è quella di sviluppare un insieme di sintassi, semantica e tempistica per l'interazione delle informazioni. In parole povere, è una regola che stabilisce il linguaggio utilizzato dai partecipanti alla comunicazione per comunicare, il significato delle parole, chi parla e chi ascolta e per quanto tempo parlano.
Caratteristiche della rete NB-IoT
Consumo di corrente bassissimo: Con l'aggiunta della funzione PSM, il consumo di corrente del terminale in questa modalità è di circa 3uA e può far funzionare il modulo per 10 anni anche con batterie a secco;
Connessioni massicce: La larghezza di banda di 180KHz di una singola cella può supportare 100.000 accessi utente, ovvero migliaia di volte il numero di connessioni LTE;
Copertura profonda: NB-IoT supporta tre livelli CE (coverage enhancement levels) di 0, 1 e 2, in grado di resistere a un'attenuazione del segnale rispettivamente di 144dB, 154dB e 164dB. Rispetto al GSM e all'LTE, è superiore di 20 dB e l'area di copertura è aumentata di 100 volte. A parità di condizioni, NB-IoT è in grado di fornire una copertura più profonda;
Costo ultra-ridotto: La difficoltà di produzione e il costo del terminale sono ridotti grazie alla semplificazione del protocollo e all'eliminazione di funzioni poco significative per le applicazioni IoT. Attualmente è stato ridotto a meno di 3 dollari USA e in futuro potrà essere ridotto a meno di 1 dollaro USA;
Basato sull'uplink: A differenza delle reti cellulari tradizionali, che sono collegate dalle "persone", le applicazioni delle "cose" nell'Internet degli oggetti si basano principalmente sui dati in uplink. Pertanto, il modello di traffico di NB-IoT è dominato dal comportamento sopra descritto;
Bassa velocità: LPWA utilizza più parametri di controllo della trasmissione, un volume di dati ridotto, una bassa frequenza di comunicazione e un ritardo insensibile. Pertanto, la rete NB-IoT riduce il ritardo del servizio a 10 secondi;
Half-duplex: NB-IoT utilizza la modalità FDD e utilizza l'half-duplex per la comunicazione. I componenti necessari per l'half-duplex hanno un costo inferiore e possono ridurre il consumo di energia, riducendo ulteriormente il costo e il consumo di energia del terminale;
ST/MT in due modalità: La modalità Single Tone (a frequenza singola) può fornire servizi di trasmissione aziendale a più utenti contemporaneamente e può fornire una velocità di trasmissione uplink di circa 15kbps; la modalità Multiple Tone (a frequenza multipla) può sfruttare appieno le risorse dello spettro, migliora la velocità di trasmissione degli utenti e può fornire agli utenti una velocità di trasmissione uplink di circa 62kbps; NB-IoT uplink supporta due spazi di sottoportanti, 3,75kHz e 15kHz, di cui 15kHz devono essere utilizzati in modalità MT.
Applicazione del modulo NB-IoT
Esistono 8 aree di applicazione per i moduli NB-IoT:
- Servizi di pubblica utilità: lettura dei contatori (acqua, gas, elettricità, calore), servizi idrici intelligenti (rete di tubature, perdite, ispezione della qualità), estintori intelligenti, idranti.
- Edifici intelligenti: controllo degli accessi, HVAC intelligente, rilevatori di fumo, rilevamento degli allarmi antincendio, guasti/manutenzione degli ascensori.
- Città intelligenti: illuminazione stradale intelligente, parcheggi intelligenti, gestione dei bidoni della spazzatura urbana, sicurezza pubblica, allarmi, cantieri, monitoraggio del livello delle acque urbane.
- Ambiente agricolo: semina di precisione (parametri ambientali: acqua, temperatura, luce, farmaci, fertilizzanti), allevamento di bestiame (salute, tracciabilità), acquacoltura, tracciabilità della sicurezza alimentare, monitoraggio dell'ambiente urbano (inquinamento idrico, acustico, qualità dell'aria PM2.5).
- Logistica e magazzino: asset, tracciamento dei container, gestione del magazzino, gestione della flotta, logistica (stato, tracciamento).
- Consumatori: dispositivi indossabili, biciclette, antifurto per ciclomotori, bagagli intelligenti, tracciamento dei VIP (bambini, anziani, animali domestici, noleggio di veicoli), macchine di pagamento/POS.
- Salute medica: tracciabilità dei farmaci, monitoraggio medico a distanza, monitor della pressione sanguigna, misuratori di glucosio e monitoraggio dell'armatura cardiaca.
- Industria manifatturiera: monitoraggio della produzione e dello stato delle apparecchiature; monitoraggio di impianti energetici, petrolio e gas; monitoraggio di parchi chimici, grandi apparecchiature a noleggio, manutenzione predittiva (elettrodomestici, macchinari, ecc.).