एनबी-आईओटी, नैरो बैंड इंटरनेट ऑफ थिंग्स। सामान्य जानकारी, प्रौद्योगिकी सुविधाएँ

सभी को शुभ दिन!

एनबी-आईओटी को एंडपॉइंट उपकरणों और सरल उपयोगकर्ताओं के संदर्भ में यहां वर्णित किया गया है। चूंकि बहुत सारी जानकारी है, इसलिए मैं इसे कई हिस्सों में तोड़ दूंगा। इस भाग में, हम 2019 की शुरुआत में सामान्य जानकारी, NB-IoT तकनीक की विशेषताओं और स्थिति पर चर्चा करेंगे।

NB-IoT (नैरो बैंड इंटरनेट ऑफ थिंग्स) एक एलटीई-आधारित सेलुलर संचार तकनीक है, जो कम डेटा वॉल्यूम और कम बिजली की खपत के साथ स्थिर उपकरणों के लिए डिज़ाइन की गई है। GSM एसोसिएशन का वादा है कि NB-IoT डिवाइस सस्ते होंगे और (कुछ शर्तों के तहत) 10 साल तक साधारण बैटरी पर चल सकेंगे। दिलचस्प बात यह है कि एसोसिएशन एनबी-आईओटी को उपयोगकर्ता के अनुरोधों और इसी तरह के मालिकाना विकल्प से प्रतिस्पर्धा के जवाब में कम समय में बनाई गई तकनीक के रूप में भी वर्णित करता है:
https://www.gsma.com/iot/wp-content/uploads/2018/04/NB-IoT_Deployment_Guide_v2_5Apr2018.pdf

NB-IoT तथाकथित CIoT, सेलुलर IoT (3GPP शब्दावली में) या MIoT, मोबाइल IoT (GSMA शब्दावली में) को संदर्भित करता है और मोबाइल ऑपरेटरों और संबंधित उपकरणों के निर्माताओं द्वारा प्रचारित किया जाता है। संकीर्ण बैंड (नैरो बैंड) इस प्रकार के कनेक्शन को "पारंपरिक" एलटीई की तुलना में कहा जाता था, जो कि व्यापक व्यापक आवृत्ति बैंड (3, 5, 10, 15, 20 मेगाहर्ट्ज) का उपयोग करता है। NB-IoT आवृत्ति चैनल की चौड़ाई 200 kHz है।

CIoT (MIoT) के बारे में कुछ शब्द

वर्तमान में, CIoT (MIoT) 2 दिशाओं में शाखाएं हैं: NB-IoT और LTE-M (इसे eMTC या LTE Cat.M भी कहा जाता है)।

NB-IoT अधिक स्थिर (स्थिर) उपकरणों पर केंद्रित है, क्योंकि इस मोड में कोशिकाओं (हैंडओवर) के बीच स्वचालित स्विचिंग समर्थित नहीं है। किसी अन्य सेल में जाने पर, NB-IoT को फिर से नेटवर्क के साथ पंजीकरण करना होगा। इस प्रकार, एनबी-आईओटी मुख्य रूप से अनुप्रयोगों के लिए अभिप्रेत है जैसे मीटर, सेंसर, स्ट्रीट लाइट का रिमोट कंट्रोल, आदि से रीडिंग का स्वचालित संग्रह। NB-IoT के विपरीत, एक और CIoT "शाखा" - LTE-M - दोनों सेल स्विचिंग का समर्थन करता है और कई गुना अधिक प्राप्त / प्रेषित गति प्रदान करता है।

एनबी-आईओटी के फायदे और नुकसान

हमेशा की तरह, फायदे और नुकसान सीधे एक दूसरे से संबंधित हैं: अगर यह कहीं आ गया, तो यह कहीं गायब हो गया। यहां मैं उन्हें केवल कुछ टिप्पणियों के साथ सूचीबद्ध करूंगा, और हम बाद में विवरणों पर चर्चा करेंगे।

एनबी-आईओटी के लाभ

• टर्मिनल उपकरणों की कम बिजली की खपत (पीएसएम और ईडीआरएक्स पावर सेविंग मोड का उपयोग करते समय)
• संचार लाइन का बड़ा ऊर्जा बजट (GSMA आंकड़ा 164 डीबी कहा जाता है)
• सैद्धांतिक रूप से वैश्विक कवरेज
• मॉडेम (मॉड्यूल) और संचार सेवाओं की सैद्धांतिक रूप से कम लागत

एनबी-आईओटी के नुकसान

• बिजली बचत मोड का उपयोग करते समय लंबे संचार विलंब हो सकते हैं। तथ्य यह है कि टर्मिनल डिवाइस, जबकि बिजली की बचत मोड में, नेटवर्क साइड (एप्लिकेशन सर्वर) से अप्राप्य है। ईडीआरएक्स मोड का उपयोग करते समय अधिकतम विलंब अधिकतम ईडीआरएक्स अवधि द्वारा निर्धारित किया जाता है, जो कि 10485.76 सेकंड है, अर्थात। लगभग 3 घंटे। पीएसएम मोड का उपयोग करते समय अधिकतम विलंब डिवाइस के पीएसएम मोड में अधिकतम समय - 9920 घंटे, जो 413 दिन और 8 घंटे है, द्वारा निर्धारित किया जाता है, अर्थात। 1 वर्ष से अधिक! पावर सेविंग मोड्स के बारे में अगले भाग में विस्तार से चर्चा की गई है।
• गतिशीलता समर्थन का अभाव
• निम्न डेटा रिसेप्शन और ट्रांसमिशन दरें (नीचे देखें)

दुनिया और रूसी संघ में NB-IoT का विकास

दिलचस्प बात यह है कि कुछ देश / क्षेत्र एनबी-आईओटी (यूरोप, चीन, रूस), अन्य - एलटीई-एम (यूएसए, कनाडा) के प्राथमिक विकास को प्राथमिकता देते हैं। लेकिन सामान्य तौर पर, एक राय है कि निकट भविष्य में दोनों मानकों को वैश्विक स्तर पर तैनात किया जाएगा।

यहाँ GSMA के अनुसार CIoT नेटवर्क का एक मानचित्र और व्यावसायिक लॉन्च किया गया है:

विश्व में NB-IoT और LTE-M नेटवर्क के विकास का मानचित्र
विश्व में NB-IoT और LTE-M नेटवर्क के वाणिज्यिक लॉन्च पर डेटा

किसी कारण से, GSMA कार्ड पर रूस ग्रे ज़ोन में बना हुआ है। या वाणिज्यिक लॉन्च की पुष्टि के लिए प्रतीक्षा करें?

हालाँकि, एनबी-आईओटी के बारे में रूसी मोबाइल ऑपरेटरों से कुछ दिलचस्प प्रेस रिलीज़ हैं:
एमटीएस ने इंटरनेट ऑफ थिंग्स के लिए विशेष NB-IoT टैरिफ लॉन्च किया
एमटीएस ने इंटरनेट ऑफ थिंग्स के लिए NB-IoT सिम कार्ड लॉन्च किए
एमटीएस ने इंटरनेट ऑफ थिंग्स के लिए रूस का पहला संघीय नेटवर्क NB-IoT बनाया है
MegaFon ने NB-IoT उपकरणों के प्रबंधन के लिए रूस टैरिफ में पहली बार पेश किया
बीलाइन ने IoT के लिए रूस का पहला हाइब्रिड नेटवर्क पेश किया
बीलाइन ने मॉस्को में IoT समाधान का परीक्षण शुरू किया
Tele2, एरिक्सन और रोस्टेलकॉम ने मास्को और सेंट पीटर्सबर्ग में आवास और सांप्रदायिक सेवाओं के लिए NB-IoT का परीक्षण किया

जब यह लेख लिखा गया था, तो जानकारी आई कि एमटीएस ने अपने एनबी-आईओटी नेटवर्क को पहले ही वाणिज्यिक परिचालन में ला दिया था!

NB-IoT डेटा दरें

यदि 3GPP रिलीज़ 13 विनिर्देशों में केवल एक NB-IoT विकल्प को परिभाषित किया गया था - श्रेणी NB1, तो 3GPP रिलीज़ 14 विनिर्देशों में 2 विकल्प थे: श्रेणी NB1 और NB2। विकल्प श्रेणी NB2 अधिक तेज है। NB1 और NB2 की क्षमताओं की तुलना करने के लिए, तालिका 1 3GPP 36.306 रिलीज़ 14 विनिर्देश के अनुसार स्वागत और प्रसारण के लिए परिवहन ब्लॉकों के अधिकतम आकार को दर्शाता है:

MDM9206 चिप के विनिर्देशन में क्वालकॉम ( N20 मॉड्यूल में प्रयुक्त) कैट मोड में निम्न संचरण दर देता है। NB1: प्राप्त (DL) - 20 kbit / s, संचारित (UL) - 60 kbit / s:
https://www.qualcomm.com/products/mdm9206-iot-modem

MTS के सहयोगी NB1 के लिए समान परिणाम देते हैं, यह उल्लेख करते हुए कि NB2 श्रेणी के लिए अधिकतम संचारित / प्राप्त गति 100 kbit / s से अधिक होगी:
https://habr.com/company/ru_mts/blog/430496/

लेकिन, जैसा कि मैं इसे समझता हूं, हम क्रमशः संचार चैनल में भौतिक गति के बारे में बात कर रहे हैं, वास्तविक डेटा अंतरण दर बहुत कम होगी। दुर्भाग्य से, इस समय मेरे पास NB-IoT मोड में अधिकतम संचरण गति पर प्रयोगात्मक डेटा नहीं है।

रूसी संघ में एनबी-आईओटी के लिए आवृत्ति रेंज

28 दिसंबर, 2017 के एससीआरसी के निर्णय के अनुसार (प्रोटोकॉल नंबर 17-44), https://digital.gov.ru/ru/documents/5875/ , NB-IoT के लिए निम्नलिखित आवृत्ति बैंड रूसी संघ में उपयोग किए जा सकते हैं:
453-457.4 मेगाहर्ट्ज,
463-467.4 मेगाहर्ट्ज,
791-820 मेगाहर्ट्ज,
832-862 मेगाहर्ट्ज,
880-890 मेगाहर्ट्ज,
890-915 मेगाहर्ट्ज,
925-935 मेगाहर्ट्ज,
935-960 मेगाहर्ट्ज,
1710-1785 मेगाहर्ट्ज,
1805-1880 मेगाहर्ट्ज,
1920-1980 मेगाहर्ट्ज,
2110-2170 मेगाहर्ट्ज,
2500–2570 मेगाहर्ट्ज,
2620-2690 मेगाहर्ट्ज।

कुछ अपवादों के साथ:

... रेडियो आवृत्ति बैंड 453-453.15 मेगाहर्ट्ज और 463-463.15 मेगाहर्ट्ज के मॉस्को और मॉस्को क्षेत्र में एनई-आईओटी मोड में आरईएस के संचालन का अपवाद।

ऐसा लगता है कि GKRCH ने सभी आवृत्ति रेंज में NB-IoT को तैनात करने की अनुमति दी थी, जिसमें किसी भी सेलुलर नेटवर्क की तैनाती कभी भी थी ...
लेकिन जो पहले में इस्तेमाल किया जाएगा?

विभिन्न स्रोतों से प्राप्त आंकड़ों के अनुसार, 2019 की शुरुआत में, रूस में NB-IoT (परीक्षण मोड में) के लिए निम्नलिखित आवृत्ति रेंज का उपयोग किया गया था:

• मेगाफोन - बी 8 बैंड (उल: 880-915 मेगाहर्ट्ज, डीएल: 925-960 मेगाहर्ट्ज)
• MTS, Beeline, Tele2 - B20 (UL: 832-862 MHz, DL: 791-821 MHz) और B3 (UL: 1710-1785 MHz, DL: 1805-1880 MHz) बैंड

यह डेटा पूरी तरह से यूरोपीय फ़्रीक्वेंसी रेंज के अनुरूप है, जो एनबी-आईओटी डिप्लॉयमेंट गाइड टू बेसिक फ़ीचर सेट रिक्वायरमेंट्स में दिए गए हैं। संस्करण २.० अप्रैल ५, २०१ 201

इस प्रकार, 2019 की शुरुआत में, रूसी संघ के लिए एनबी-आईओटी की वास्तविक सीमाओं पर विचार किया जा सकता है: बी 20, बी 8 और बी 3।

कुछ बाजार सहभागियों के अनुसार, सबसे अच्छा कवरेज प्रदान करने के लिए NB-IoT को मुख्य रूप से उप-गीगाहर्ट्ज फ़्रीक्वेंसी रेंज (B20, B8) में तैनात किया जाएगा।

क्या यह संभव है कि उदाहरण के लिए, जीएसएम / एनबीटी में टीसीपी / यूडीपी पैकेट उसी तरह भेजें / प्राप्त करें, जैसे?

आप कर सकते हैं! कम से कम हमने N21 और N20 मॉड्यूल का उपयोग करके टीसीपी / यूडीपी पैकेट भेजने और प्राप्त करने की कोशिश की, और सब कुछ काम किया।

क्या NB-IoT में एसएमएस भेजना और प्राप्त करना संभव होगा?

ऊपर वर्णित जीएसएम एसोसिएशन दस्तावेज़ के अनुसार, अप्रैल 2018 के अनुसार, एनबी-आईओटी नेटवर्क में कार्यान्वयन के लिए जीएसएमए द्वारा अनुशंसित आवश्यकताओं के न्यूनतम सेट में एसएमएस फ़ंक्शन को शामिल नहीं किया गया था। GSMA द्वारा किए गए एक सर्वेक्षण के अनुसार, केवल कुछ ऑपरेटर भविष्य में NB-IoT मोड में एसएमएस को लागू करने की योजना बनाते हैं। हालाँकि, इस मुद्दे पर शोध जारी है।

मेगाफोन और एमटीएस के प्रतिनिधियों ने पुष्टि की कि, शायद, एनबी-आईओटी मोड में एसएमएस फ़ंक्शन भविष्य में उनके नेटवर्क में उपलब्ध हो जाएगा।

PS यह लेख पूर्ण सत्य होने का दावा नहीं करता है और इसमें गलतियाँ हो सकती हैं। यदि आप गलतियाँ नोटिस करते हैं, तो अंदरूनी जानकारी साझा करना चाहते हैं या बस अपनी राय व्यक्त करना चाहते हैं - टिप्पणी में आपका स्वागत है!

जारी: NB-IoT, नैरो बैंड इंटरनेट ऑफ थिंग्स पावर सेविंग मोड्स और कंट्रोल कमांड्स।