O que é o NB-IoT?
O NB-IoT é um protocolo de comunicação de rede celular sem fios. É a abreviatura de NArrow Band Internet of Things, o que significa «Internet das Coisas de banda estreita». Trata-se de uma tecnologia de Internet das Coisas de baixa potência e ampla cobertura (LPWA). A expressão «banda estreita» refere-se apenas ao facto de a largura de banda utilizada ser de 180 kHz. Ao operar dentro da banda de frequências autorizada pela operadora, a NB-IoT também tem vindo a ganhar destaque na indústria das tecnologias da informação. A tecnologia NB-IoT baseia-se no LTE R13, pelo que é facilmente compatível com as redes móveis existentes e desempenha um papel cada vez mais importante nas comunicações da Internet das Coisas. Por conseguinte, as três principais operadoras estão a acelerar a implantação da rede NB-IoT. .
O que é o protocolo NB-IoT?
Quando um determinado recurso é limitado e é necessário para várias pessoas, são frequentemente estabelecidas várias regras com o objetivo de utilizar os recursos de forma mais racional. Na comunicação, os meios de transmissão e o tempo de transmissão necessários para a interação de informação são limitados, e é por isso que todas as partes envolvidas na comunicação competem. Nesta altura, é necessário estabelecer um conjunto de protocolos de comunicação, ou seja, regras de comunicação. Todos os participantes na comunicação cumprem conjuntamente este acordo para a interação de informações, de modo a alcançar uma elevada eficácia na interação de informações dentro dos recursos limitados e uma elevada fiabilidade para alcançar a utilização ótima dos recursos.
O protocolo NB-IoT é um conjunto de regras de comunicação em redes celulares sem fios, concebido para tirar o máximo partido dos preciosos recursos do espectro sem fios e dos recursos temporais, de modo a satisfazer as necessidades da LPWA. A sua função consiste em definir um conjunto de sintaxe, semântica e temporização para a interação de informações. Em termos simples, trata-se de uma regra que estipula a linguagem utilizada pelos participantes na comunicação para se comunicarem, o significado das palavras, quem fala e quem ouve, e durante quanto tempo falam.
Características da rede NB-IoT
Consumo de energia ultrabaixo: Com a função PSM ativada, o consumo de corrente do terminal neste modo é de cerca de 3 µA, o que permite que o módulo funcione durante 10 anos, mesmo com pilhas secas;
Ligações em grande escala: a largura de banda de 180 kHz de uma única célula permite suportar 100 000 acessos de utilizadores, o que corresponde a milhares de vezes o número de ligações LTE;
Cobertura profunda: O NB-IoT suporta três níveis CE (níveis de melhoria da cobertura) — 0, 1 e 2 —, que conseguem resistir a uma atenuação do sinal de 144 dB, 154 dB e 164 dB, respetivamente. Em comparação com o GSM e o LTE, é 20 dB superior e a área de cobertura é 100 vezes maior. Assim, nas mesmas condições, o NB-IoT pode proporcionar uma cobertura mais profunda;
Custo ultrabaixo: A dificuldade de fabrico e o custo do terminal são reduzidos através da simplificação do protocolo e da eliminação de funções que têm pouca importância para as aplicações de IoT. O custo foi agora reduzido para menos de 3 dólares americanos e poderá ser reduzido para menos de 1 dólar americano no futuro;
Baseado no uplink: Ao contrário das redes móveis tradicionais, que são ligadas por “pessoas”, as aplicações das “coisas” na Internet das Coisas baseiam-se, na sua maioria, em dados de uplink. Por conseguinte, o modelo de tráfego do NB-IoT é dominado pelo comportamento acima referido;
Baixa taxa: A LPWA utiliza vários parâmetros de controlo de transmissão, um volume reduzido de dados, uma baixa frequência de comunicação e um atraso que não é crítico. Por conseguinte, a rede NB-IoT flexibiliza o atraso do serviço para 10 s;
Meio-duplex: O NB-IoT utiliza o modo FDD e recorre ao meio-duplex para a comunicação. Os componentes necessários para o meio-duplex têm um custo mais baixo e permitem reduzir o consumo de energia, o que, por sua vez, reduz ainda mais o custo e o consumo de energia do terminal. ;
Dois modos ST/MT: O modo Single Tone (frequência única) permite prestar serviços de transmissão empresariais a mais utilizadores em simultâneo e oferece uma taxa de transmissão de ligação ascendente de cerca de 15 kbps; O modo «Multiple Tone» (múltiplas frequências) permite aproveitar plenamente os recursos do espectro, melhora a taxa de transmissão dos utilizadores e pode proporcionar-lhes uma taxa de transmissão de subida de cerca de 62 kbps; A ligação ascendente do NB-IoT suporta dois espaços de subportadora, 3,75 kHz e 15 kHz, dos quais o de 15 kHz deve ser utilizado no modo MT.
Aplicação do módulo NB-IoT
Existem 8 áreas de aplicação para os módulos NB-IoT:
- Serviços públicos: leitura de contadores (água, gás, eletricidade, aquecimento), serviços inteligentes de água (rede de condutas, fugas, controlo de qualidade), extintores inteligentes, bocas de incêndio.
- Edifícios inteligentes: controlo de acessos, sistemas de climatização inteligentes, detetores de fumo, sistemas de alarme de incêndio, avarias/manutenção dos elevadores.
- Cidades inteligentes: iluminação pública inteligente, estacionamento inteligente, gestão de contentores de lixo urbanos, segurança pública, alarmes, estaleiros de construção, monitorização do nível da água na cidade.
- Ambiente agrícola: sementeira de precisão (parâmetros ambientais: água, temperatura, luz, medicamentos, fertilizantes), criação de gado (saúde, monitorização), aquicultura, rastreabilidade da segurança alimentar, monitorização do ambiente urbano (poluição da água, ruído, qualidade do ar – PM2,5). .
- Logística e armazenagem: ativos, rastreio de contentores, gestão de armazenagem, gestão de frotas, logística (estado, rastreio).
- Consumidores: dispositivos vestíveis, bicicletas, sistemas antirroubo para ciclomotores, bagagem inteligente, localização de pessoas (crianças, idosos, animais de estimação, veículos alugados), máquinas de pagamento/TPV.
- Saúde médica: rastreabilidade dos medicamentos, monitorização médica à distância, monitores de tensão arterial, medidores de glicemia e monitorização do ritmo cardíaco.
- Indústria transformadora: monitorização da produção e do estado dos equipamentos; monitorização de instalações energéticas, de petróleo e gás; monitorização de parques químicos, de equipamentos de grande porte para aluguer, manutenção preditiva (eletrodomésticos, maquinaria, etc.).
