Buen dia a todos!
NB-IoT se describe aquí en términos de dispositivos de punto final y usuarios simples. Como hay mucha información, la dividiré en varias partes. En esta parte, discutiremos información general, características de la tecnología NB-IoT y el estado a principios de 2019.
NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) es una tecnología de comunicación celular basada en LTE diseñada para dispositivos estacionarios con bajos volúmenes de datos y bajo consumo de energía. La Asociación GSM promete que los dispositivos NB-IoT serán baratos y (bajo ciertas condiciones) podrán funcionar con baterías normales por hasta 10 años. Curiosamente, la asociación también describe NB-IoT como una tecnología creada en poco tiempo en respuesta a las solicitudes de los usuarios y la competencia de soluciones propietarias similares:
https://www.gsma.com/iot/wp-content/uploads/2018/04/NB-IoT_Deployment_Guide_v2_5Apr2018.pdf
NB-IoT se refiere al denominado CIoT, Cellular IoT (en terminología 3GPP) o MIoT, Mobile IoT (en terminología GSMA) y es promovido por operadores móviles y fabricantes de equipos relacionados. Banda estrecha (banda estrecha) Este tipo de conexión se llamó en comparación con el LTE "tradicional", que utiliza bandas de frecuencia significativamente más amplias (3, 5, 10, 15, 20 MHz). El ancho del canal de frecuencia NB-IoT es de 200 kHz.
Algunas palabras sobre CIoT (MIoT)
Por el momento, CIoT (MIoT) se ramifica en 2 direcciones: NB-IoT y LTE-M (también llamado eMTC o LTE Cat.M).
NB-IoT es más probable que se centre en dispositivos estacionarios (estacionarios), ya que este modo no admite la conmutación automática entre celdas (transferencia). Al pasar a otra celda, el NB-IoT deberá registrarse nuevamente en la red. Por lo tanto, NB-IoT está destinado principalmente a aplicaciones como la recolección automática de lecturas de medidores, sensores, control remoto de alumbrado público, etc. A diferencia de NB-IoT, otra "rama" de CIoT, LTE-M, admite la conmutación de células y proporciona velocidades de recepción / transmisión varias veces más altas.
Ventajas y desventajas de NB-IoT
Como de costumbre, las ventajas y desventajas están directamente relacionadas entre sí: si llegó a alguna parte, entonces desapareció en alguna parte. Aquí simplemente los enumeraré con algunos comentarios, y discutiremos los detalles más adelante.
Beneficios de NB-IoT
- Bajo consumo de energía de los dispositivos terminales (cuando se usan los modos de ahorro de energía PSM y eDRX)
- Gran presupuesto de energía de la línea de comunicación (GSMA llamó a la figura 164 dB)
- Teóricamente cobertura global
- Teóricamente bajo costo de módems (módulos) y servicios de comunicación.
Desventajas de NB-IoT
- Puede haber largos retrasos en la comunicación cuando se usan los modos de ahorro de energía. El hecho es que el dispositivo terminal, mientras está en los modos de ahorro de energía, es inaccesible desde el lado de la red (servidor de aplicaciones). La demora máxima cuando se usa el modo eDRX está determinada por el período máximo de eDRX, que es 10485.76 segundos, es decir casi 3 horas El retraso máximo cuando se usa el modo PSM está determinado por el tiempo máximo que el dispositivo está en modo PSM: 9920 horas, que son 413 días y 8 horas, es decir. Más de 1 año! Los modos de ahorro de energía se analizan en detalle en la siguiente parte.
- Falta de soporte de movilidad
- Bajas tasas de recepción y transmisión de datos (ver abajo)
El desarrollo de NB-IoT en el mundo y la Federación Rusa
Curiosamente, algunos países / regiones prefieren el desarrollo prioritario de NB-IoT (Europa, China, Rusia), otros - LTE-M (EE. UU., Canadá). Pero, en general, existe la opinión de que en un futuro cercano ambos estándares se implementarán a nivel mundial.
Aquí hay un mapa y lanzamientos comerciales de redes CIoT según GSMA:
Mapa del desarrollo de redes NB-IoT y LTE-M en el mundo
Datos sobre lanzamientos comerciales de redes NB-IoT y LTE-M en el mundo
Por alguna razón, Rusia en la tarjeta GSMA permanece en la zona gris. ¿O esperar la confirmación de los lanzamientos comerciales?
Sin embargo, aquí hay algunos comunicados de prensa interesantes de los operadores móviles rusos sobre NB-IoT:
MTS lanza tarifa especial NB-IoT para Internet de las cosas
MTS lanza tarjetas SIM NB-IoT para Internet de las cosas
MTS ha construido la primera red federal rusa NB-IoT para Internet de las cosas
MegaFon presentó la primera tarifa en Rusia para administrar dispositivos NB-IoT
Beeline presentó la primera red híbrida de Rusia para IoT
Beeline comenzó a probar soluciones de IoT en Moscú
Tele2, Ericsson y Rostelecom probaron NB-IoT para vivienda y servicios comunales en Moscú y San Petersburgo
Cuando se escribió este artículo, llegó la información de que MTS ya había lanzado su red NB-IoT en operación comercial.
Tasas de datos NB-IoT
Si solo se definió una opción NB-IoT en las especificaciones 3GPP Release 13 - Categoría NB1, entonces en las especificaciones 3GPP Release 14 aparecieron 2 opciones: Categoría NB1 y NB2. La categoría de opción NB2 es más rápida. Para comparar las capacidades de NB1 y NB2, la Tabla 1 muestra los tamaños máximos de bloques de transporte para recepción y transmisión de acuerdo con la especificación 3GPP 36.306 Release 14:
Tabla 1. Dimensiones del bloque de transporte Cat. NB1, NB2 (Versión 14)| Categoría de equipo | Tamaño máximo de bloque de transporte de recepción (DL), bit | Tamaño máximo de bloque de transporte por transmisión (UL), bit |
| Categoría NB1 | 680 | 1000 |
| Categoría NB2 | 2536 | 2536 |
Qualcomm en la especificación del chip MDM9206 (utilizado en el módulo N20 ) proporciona las siguientes velocidades de transmisión en modo Cat. NB1: recepción (DL) - 20 kbit / s, transmisión (UL) - 60 kbit / s:
https://www.qualcomm.com/products/mdm9206-iot-modem
Los colegas de MTS dan resultados similares para NB1, mencionando que para la categoría NB2 la velocidad máxima de transmisión / recepción será más de 100 kbit / s:
https://habr.com/company/ru_mts/blog/430496/
Pero, según tengo entendido, estamos hablando de la velocidad física en el canal de comunicación, respectivamente, la tasa de transferencia de datos real será mucho menor. Desafortunadamente, por el momento no tengo datos experimentales sobre la velocidad máxima de transmisión en modo NB-IoT.
Rangos de frecuencia para NB-IoT en la Federación Rusa
De acuerdo con la decisión del SCRC del 28 de diciembre de 2017 (protocolo No. 17-44), https://digital.gov.ru/ru/documents/5875/ , para NB-IoT, las siguientes bandas de frecuencia se pueden usar en la Federación Rusa:
453–457.4 MHz,
463-467,4 MHz,
791-820 MHz,
832-862 MHz,
880-890 MHz,
890-915 MHz,
925-935 MHz,
935-960 MHz,
1710-1785 MHz,
1805-1880 MHz,
1920-1980 MHz,
2110-2170 MHz,
2500-2570 MHz,
2620-2690 MHz.
Con algunas excepciones:
... la excepción de la operación de RES en modo NB-IoT en las bandas de radiofrecuencia 453–453.15 MHz y 463–463.15 MHz en el territorio de Moscú y la Región de Moscú
Parece que GKRCH simplemente permitió implementar NB-IoT en todos los rangos de frecuencia en los que alguna vez se permitió el despliegue de cualquier red celular ...
Pero, ¿cuáles se utilizarán en primer lugar?
Según los datos obtenidos de varias fuentes, a principios de 2019, se utilizaron los siguientes rangos de frecuencia para NB-IoT (en modo de prueba) en Rusia:
- Megáfono - banda B8 (UL: 880-915 MHz, DL: 925-960 MHz)
- Bandas MTS, Beeline, Tele2 - B20 (UL: 832-862 MHz, DL: 791-821 MHz) y B3 (UL: 1710-1785 MHz, DL: 1805-1880 MHz)
Estos datos son totalmente consistentes con los rangos de frecuencia europeos, que se proporcionan en la Guía de implementación NB-IoT de los requisitos del conjunto de funciones básicas. Versión 2.0 5 de abril de 2018
Por lo tanto, a principios de 2019, se pueden considerar los rangos reales de NB-IoT para la Federación de Rusia: B20, B8 y B3.
Según algunos participantes del mercado, NB-IoT se implementará principalmente en los rangos de frecuencia por debajo de GHz (B20, B8) para proporcionar la mejor cobertura.
¿Será posible enviar / recibir paquetes TCP / UDP en NB-IoT de la misma manera que en GSM, por ejemplo?
Usted puede! Al menos intentamos enviar y recibir paquetes TCP / UDP usando los módulos N21 y N20 , y todo funcionó.
¿Será posible enviar y recibir SMS en NB-IoT?
Según el documento de asociación GSM mencionado anteriormente, a partir de abril de 2018, la función de SMS no estaba incluida en el conjunto mínimo de requisitos recomendados por GSMA para la implementación en redes NB-IoT. Según una encuesta realizada por GSMA, solo algunos de los operadores planean implementar SMS en modo NB-IoT en el futuro. Sin embargo, la investigación sobre este tema está en curso.
Los representantes de Megafon y MTS confirmaron que, probablemente, la función de SMS en modo NB-IoT estará disponible en sus redes en el futuro.
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Continúa: NB-IoT, Internet de las cosas de banda estrecha. Modos de ahorro de energía y comandos de control.