Een inleiding tot LPWAN en NB-IoT
Matt Thomas, Chief Product Officer
Het verdwijnen van 2G- en 3G-technologieën is al enige tijd een punt van zorg voor ontwikkelaars van Internet of Things (IoT)-producten. Nu 2G in 2025 uitgeschakeld zal zijn, zien we dat de laatste generatie apparaten die van deze standaarden afhankelijk is, in gebruik wordt genomen. De volgende generatie IoT-producten zal gebruik beginnen te maken van de nieuwste Low Power Wide Area Network (LPWAN)-technologieën om ervoor te zorgen dat ze gedurende hun hele levenscyclus verbonden blijven.
Er zijn heel wat LPWAN-keuzes, maar voor producten die vroeger 2G of 3G zouden hebben gebruikt, zijn de meest waarschijnlijke vervangers Narrow Band IoT (NB-IoT) en Long-Term Evolution for Machines (LTE-M). In tegenstelling tot eerdere cellulaire technologieën zijn beide opties ontworpen met IoT-apparaten in het achterhoofd en maken ze deel uit van de mobiele LTE-standaarden.
Wireless Logic is verheugd te kunnen aankondigen dat NB-IoT connectiviteit via Vodafone nu beschikbaar is in het Verenigd Koninkrijk, Spanje, Nederland, Duitsland, Ierland, Italië en Tsjechië. LTE-M is al uitgerold door Vodafone in Nederland en zal binnenkort worden gelanceerd in het Verenigd Koninkrijk met O2. Om u te helpen begrijpen welke technologie geschikt is voor uw product en hoe u deze in uw volgende generatie toestellen kunt integreren, hebben we dit artikel samengesteld om een aantal belangrijke vragen te beantwoorden.
Wat is NB-IoT?
NB-IoT is een goedkope cellulaire LPWAN-technologie die een lange batterijlevensduur (tot 10 jaar) en lange-afstandscommunicatie kan bieden met een betere penetratie dan 2G, waardoor uw apparaat verbonden kan blijven op moeilijk bereikbare plaatsen, waaronder onder de grond, binnenshuis en in landelijke gebieden.
Massale IoT-implementaties zijn mogelijk omdat celsites die NB-IoT-connectiviteit bieden tot 10.000 verbindingen kunnen ondersteunen, maar handovers tussen verschillende celtorens worden niet ondersteund.
De datasnelheden zijn zeer laag (tientallen kilobytes per seconde) met hoge latenties die kunnen oplopen tot 20 seconden, wat betekent dat de voorkeur wordt gegeven aan UDP in plaats van TCP.
Zoals de naam al aangeeft, zijn veel van deze kenmerken een gevolg van het werken met een zeer smalle bandbreedte, minder dan 200 kHz. Hierdoor kan de carrier opereren in de guard bands van andere LTE-diensten, waardoor anders ongebruikte delen van het spectrum beschikbaar komen.
De lage stroomconsumptie is het gevolg van de mogelijkheid om lange periodes te slapen tussen ontvangst van gegevens, bekend als extended Discontinuous Reception (eDRX). Bovendien kan de radio in de energiebesparende modus (PSM) volledig worden uitgeschakeld en hoeft hij zich niet opnieuw aan het netwerk te koppelen wanneer hij weer wordt ingeschakeld, maar kan hij in PSM geen gegevens ontvangen.
NB-IoT is daarom het meest geschikt voor stationaire apparaten die zeer kleine hoeveelheden gegevens verzenden (minder dan 5 MB per maand), lange latenties kunnen verdragen en zich bevinden op plaatsen waar andere technologieën moeite zouden hebben om een signaal te krijgen.
Voor welke toepassingen is NB-IoT goed?
Het is waarschijnlijk dat toepassingen die voorheen 2G gebruikten, geschikt zullen zijn voor NB-IoT.
Slimme meters zijn een goede kandidaat. Als een apparaat dat zich diep in een gebouw kan bevinden, zal het profiteren van de verhoogde gevoeligheid van NB-IoT en hoeft het slechts kleine hoeveelheden gegevens te verzenden, die lange latenties kunnen hebben.
Sensoren op afstand voor slimme steden, industriële, landbouw- of woonomgevingen zijn ideaal voor deze technologie. Wanneer de te monitoren attributen traag veranderen, zoals de omgevingstemperatuur en -vochtigheid, kunnen ze werken binnen de grenzen van de datasnelheden en zullen ze profiteren van een zeer lange batterijlevensduur.
Prijsgevoelige toepassingen die lage eigendomskosten vereisen, zouden NB-IoT kunnen overwegen. De lange productlevenscycli, de mogelijkheid om op afgelegen locaties te werken en de goedkope modules maken grootschalige IoT-implementaties economisch haalbaar.
Veiligheid is een steeds grotere zorg voor IoT-productontwikkelaars. Bij de ontwikkeling van NB-IoT is rekening gehouden met ‘secure by design’-kenmerken, waardoor het geschikt is voor toepassingen die veilige communicatie vereisen. Naast de ingebouwde beveiligingsniveaus kunnen we een beheerd Virtual Private Network (VPN) met versleutelde verbindingen bieden om uw gegevens te beschermen terwijl ze het internet doorkruisen om bij uw bedrijfsservers te komen.
Toepassingen die hogere datasnelheden, Over-the-Air updates of lage latenties vereisen, zullen niet zeer geschikt zijn voor NB-IoT, maar zullen in plaats daarvan goede kandidaten zijn voor LTE-M, dat vergelijkbaar is met 3G.
Hoe ga ik van start met NB-IoT?
Als duidelijk is dat uw volgende generatie apparaten NB-IoT zal moeten ondersteunen (zelfs als ze een 2G fallback hebben), zal u zich van een paar dingen bewust moeten zijn die u vanuit een technisch perspectief anders zal moeten doen.
Terwijl veel IoT-apparaten momenteel gegevens verzenden via het Hyper Text Transfer Protocol (HTTP), moet een NB-IoT-apparaat het Constrained Application Protocol (CoAP) gebruiken. Dit lijkt sterk op HTTP, maar is ontworpen voor beperkte apparaten en is zeer licht. Ingenieurs die vertrouwd zijn met HTTP zouden geen probleem moeten hebben om met CoAP te werken, maar het is de moeite waard om te begrijpen dat het zal betekenen dat er wijzigingen moeten worden aangebracht aan zowel de server als het apparaat dat de gegevens verstuurt.
Het andere grote verschil is dat spraakoproepen niet worden ondersteund en dat Short Message Service (SMS) protocollen niet algemeen worden ondersteund. Dit betekent dat producten die gebruik maken van SMS-berichten om instellingen bij te werken, een alternatieve methode via IP moeten gebruiken, zoals berichten in een wachtrij plaatsen voor downlinks.
Om te beginnen hebt u ontwikkelhardware en enkele SIMkaarten nodig. Wij kunnen test-SIMkaarten leveren in 2FF, 3FF, 4FF of soldeerbare embedded formaten. Ons deskundige technische team staat klaar om al uw vragen te beantwoorden. Wij kunnen ook de toegang tot de Vodafone NB-IoT open labs vergemakkelijken om uw apparaten te testen.
SIM’s worden beheerd en gecontroleerd via ons toonaangevende SIM management platform, SIMPro. Goedkope NB-IoT modules van fabrikanten als uBlox, Quectel en anderen zijn momenteel beschikbaar voor massaproductie. Wij geven u graag advies over wat het beste bij uw apparaten past.
Door Wireless Logic te kiezen voor uw LPWAN-connectiviteit, krijgt u niet alleen toegang tot ons platform en onze expertise, maar worden ook beveiligingslagen aan uw verbindingen toegevoegd. Om te ontdekken hoe u kunt beginnen met de ontwikkeling van uw NB-IoT-toestel, kunt u contact met ons opnemen of LPWAN verder verkennen.
Waarom Wireless Logic voor NB-IoT en LTE-M?
Praat met een van onze NB-IoT experts over uw wensen op het gebied van connectiviteit.
Bel on op +31 (0)40 8 489 489
