Технология NB-IoT
NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) – технология сотовой связи на основе LTE, предназначенная для стационарных устройств с низкими объемами передаваемых данных и малым потреблением.
К преимуществам NB-IoT относятся:
- низкое энергопотребление оконечных устройств (при использовании режимов энергосбережения PSM и eDRX)
- большой энергетический бюджет линии связи (164 дБ по данным GSMA)
- большая зона охвата
- низкая стоимость модулей (модемов) и услуг связи
К ограничениям технологии можно отнести:
- большие задержки связи при использовании режимов энергосбережения
- отсутствие поддержки мобильности
- низкие скорости приёма и передачи данных
Технология NB-IoT применяется в охранных системах, устройствах автоматического считывания показаний счётчиков, трекерах, сетях сбора данных различных датчиков и многих других приложениях.
На территории РФ для NB-IoT используются следующие частотные диапазоны: B20 (800 МГц), B8 (900 МГц) и B3 (1800 МГц).
NB-IoT-модули Neoway поддерживают работу во всех российских частотных диапазонах.
Для оптимизации энергопотребления устройств в NB-IoT предусмотрены два режима:
PSM и
eDRX.
Основным режимом энергосбережения в NB-IoT является режим
PSM, Power Saving Mode.
PSM – это режим, аналогичный отключению питания, при котором устройство остается зарегистрированным в сети.
Таким образом, после выхода из режима PSM устройству не требуется осуществлять поиск сети и регистрацию, что также снижает энергопотребление.
Устройство NB-IoT инициирует режим PSM, включая значения двух таймеров в запросы ATTACH REQUEST/TAU REQUEST, посылаемые в процедурах Attach и TAU (TAU, Tracking Area Update — периодическая процедура, которая используется в LTE для уведомления сети о доступности и местоположении мобильного устройства).
Первый таймер —
T3324 Active Timer — определяет время, в течение которого устройство остается доступным со стороны сети после процедуры Attach, TAU или передачи данных.
Второй таймер —
T3412 Extended periodic TAU Timer — определяет период процедуры TAU.
У NB-IoT-модулей значения этих таймеров задаются при помощи АТ-команды.
Режим PSM и таймеры T3324, T3412 показаны на рис. 1:
Когда устройство находится в режиме PSM, оно недоступно со стороны сети, для обмена данными с устройством сеть должна ждать, когда устройство выйдет из этого режима.
Устройство может выйти из режима PSM в любое время.
Режим eDRX (Extended idle Discontinuous Receiving) – расширенный режим прерывистого приёма. В этом режиме экономия энергии достигается за счет того, что приёмный тракт устройства включается только в определенные промежутки времени.
Устройство NB-IoT активирует режим eDRX, передавая значение длительности периода eDRX в запросах ATTACH REQUEST/TAU REQUEST, посылаемых в процедурах Attach и TAU. Если сеть разрешает использование режима eDRX, то значение периода eDRX включается в ответные сообщения ATTACH ACCEPT/TAU ACCEPT.
Режим eDRX может применяться одновременно с режимом PSM.
У NB-IoT-модулей длительность периода eDRX задаётся при помощи АТ-команды.
Документацию на модули NB-IoT, а также их команды управления можно найти по ссылке:
Технология LoRa
Технология беспроводной связи LoRa предназначена для организации низкоскоростного обмена данными недорогих батарейных устройств на относительно большие расстояния. Приемники LoRa благодаря используемым методам модуляции и обработки сигнала имеют высокую чувствительность до -137 дБм, что обеспечивает большой радиус действия на открытом пространстве (до 10 км) и хорошую проникающую способность внутри помещений. Такие системы получили название Low Power Wide Area Networks (LPWAN).
На рисунке показано соотношение чувствительности и скорости передачи данных для популярных беспроводных технологий, использующих различные методы расширения спектра.
Протокол LoRaWAN разработан как стандарт сетевой инфраструктуры для интеграции конечных устройств LoRa в различные системы класса IoT.
Возможные приложения технологии LoRa - сельское хозяйство, носимая электроника, мониторинг домашних жвотных, различные системы сбора данных и управления.
