Como a NB- IoT impactará o futuro da Internet das Coisas
O 5G está programado para chegar em 2020. Esta postagem discute o NB- IoT e seus aspectos técnicos que o tornam tão importante para a Internet das Coisas. IoT , também conhecido como LTE Cat NB1, está prestes a conectar bilhões de dispositivos de uma forma mais inteligente. caminho. É econômico, suporta menor consumo de energia para usar dispositivos de baixo custo e oferece uma ampla gama de cobertura. Esta tecnologia Low Power Wide Area (LPWA) está tornando as economias de escala uma teoria válida para a indústria IoT ele se conecta virtualmente em qualquer lugar e funciona com redes móveis já estabelecidas.
Um dos principais requisitos para alcançar novas aplicações MTC é implantar uma rede de acesso rádio que possa reduzir a bateria, cobrir uma ampla área, alimentar de forma eficiente dispositivos de baixo custo e combinar diferentes alocações de espectro das operadoras. Entre as aplicações da MTC podemos encontrar medição inteligente, monitoramento de propriedades, agricultura e gestão de frotas e logística. Dispositivos MTC massivos geralmente trabalham com pequenas quantidades de dados e geralmente estão localizados em locais difíceis para o alcance dos sinais. Por exemplo, florestas, fazendas ou porões.
Operar sob um espectro licenciado torna mais fácil garantir cobertura e desempenho. As tecnologias que funcionam em espectros não licenciados correm o risco de interferências descontroladas que afetam o desempenho geral de muitos dispositivos na rede.
Desempenho da bateria e do alcance
A densidade do site e o orçamento do link são os principais fatores que afetam a cobertura da rede móvel. Comparado com outras tecnologias como GPRS, WCDMA e LTE, o orçamento do link do NB- IoT tem uma margem de 20dB e funciona com intervalos de dados mais baixos.
Nos detalhes técnicos para link budget podemos destacar:
| Nota: IoT | 164dB |
| GPRS | 144dB |
| LTE | 142,7dB |
Esta melhoria de 20dB poderia implicar o sacrifício de outros factores, tais como requisitos para aplicações MTC, mas este não é o caso. NB- IoT atende aos requisitos de taxa de latência e duração da bateria. A longevidade depende da eficiência com que os dispositivos podem entrar em “modos de suspensão”, que permitem que algumas partes da bateria sejam desligadas quando não forem necessárias.
NB- IoT usa dois estados principais do protocolo RRC, assim como o LTE:
| RRC_idle | Economiza energia e recursos usados para enviar relatórios de medição |
| RRC_conectado | Os dispositivos recebem e enviam dados diretamente |
NB- Flexibilidade de design de IoT
A tecnologia NB- IoT , em particular, suporta uma variedade de taxas de dados. Depende da qualidade do canal, ou da relação sinal-ruído e da quantidade de recursos em determinadas áreas (largura de banda). Além disso, cada dispositivo possui um orçamento de energia específico, o que leva à combinação da potência de vários dispositivos.
Em alguns casos, os dispositivos NB- IoT serão afetados pela intensidade do sinal e não pela largura de banda. Esses dispositivos podem concentrar a energia de transmissão sem perder desempenho devido a uma largura de banda mais estreita. Essa eficiência libera largura de banda para outros dispositivos. NB- IoT usa tons ou subportadoras em vez de blocos de recursos. Sua largura de banda é de 15kHz, diferença relevante quando comparada com um bloco de recursos, cuja largura de banda efetiva é de 180kHz.
Em diferentes situações, tanto em áreas de boa como de má cobertura, é possível aumentar as taxas de dados adicionando mais largura de banda. As taxas de dados poderiam aumentar 12 vezes com a alocação de dispositivos com vários tons ou subportadoras. Esta abordagem melhora as capacidades. Este é o cenário quando os dispositivos têm boa cobertura e a transferência de dados é rápida. Na maioria das vezes, uma boa cobertura ocorre quando os dispositivos NB- IoT são implantados em redes densas ou a maioria dos dispositivos está localizada dentro da área de cobertura LTE original.
É notável que o NB- IoT tenha sido projetado com excelente multiplexação e taxas de dados adaptáveis. A capacidade alvo do 3GPP foi definida em 40 dispositivos por domicílio, ou cerca de 52.200 por célula (em cidades como Londres). As simulações foram realizadas com 200.000 dispositivos por célula, quatro vezes melhor que o objetivo inicial. Certamente, o NB- IoT atenderá aos requisitos de taxa de dados quando for lançado.
Sobre dispositivos
Modems acessíveis são essenciais para implantação de sensores em larga escala. Os processos para detectar e relatar diferentes variáveis, como temperatura e umidade, precisam ser otimizados. Para aplicações com muitos sensores, a taxa de dados e a latência devem ser menores. NB- IoT é uma solução que pode atender a esses requisitos, o que corrobora a afirmação de que trará maior eficiência. Os dispositivos NB- IoT demonstraram que podem suportar taxas de dados de camada física de pico mais baixas trabalhando em uma faixa de 100 a 200 kbps, ou até mesmo significativamente mais baixas com dispositivos de tom único.
Existem outros aspectos de otimização de dispositivos que podemos observar. O LTE MBB, por exemplo, precisa de duas antenas, enquanto os dispositivos NB- IoT precisam de uma única antena receptora. Assim, o demodulador de relação e banda base precisa apenas de uma única cadeia receptora.
Uma das vantagens da largura de banda estreita (200 kHz de NB- IoT versus 1,4 MHz a 20 MHz de outras tecnologias) é a complexidade da conversão analógico-digital e digital-analógico, estimativa de canal e menor buffer.
NB- IoT está tornando as indústrias mais inteligentes
| Cidades | Rastrear uma cidade requer muitos aspectos e, portanto, eficiência de custos. NB- IoT e LTE permitem controlar a iluminação pública, vagas de estacionamento gratuitas, condições ambientais e assim por diante. Conforme mencionado, os modems NB- IoT devem ter um preço muito competitivo. Os módulos, por exemplo, estão estimados em $ 5. |
| Edifícios | NB- IoT pode atuar como suporte para a construção de conexão de banda larga. A segurança também será realizada conectando sensores diretamente ao sistema de monitoramento por meio de redes LPWA. |
| Medição | Provavelmente, o principal requisito para a medição inteligente é a cobertura da rede. Às vezes, os medidores tendem a aparecer em locais difíceis, como áreas rurais remotas ou subterrâneas. NB- IoT está bem preparado para monitorar medidores de gás e água por meio de transmissão regular e pequena de dados. Isto leva a uma cobertura significativamente melhor. |
| Consumidores | Cat M1 (às vezes chamada de alternativa NB- IoT ). Ambas as tecnologias são capazes de suportar uma enorme quantidade de sensores, desde atividade de dados intensa até baixa. Para os consumidores, os wearables são a base da IoT . Um dos principais desafios para os fabricantes IoT é abordar modelos de negócios sustentáveis. A manutenção de sensores e dispositivos pode ser mais cara ao longo do tempo do que a produção. |
Concluir
Agora que você entende o que é NB- IoT , como funciona e o que o diferencia das demais tecnologias LPWAN. Novas iniciativas IoT funcionarão em redes e dispositivos melhores que ajudarão a tornar o negócio muito atraente. Crie e dimensione seu próprio projeto de Internet das Coisas com Ubidots .
Fontes e mais informações:
NB- IoT : uma tecnologia sustentável para conectar bilhões de dispositivos
