Cómo NB- IoT afectará el futuro del Internet de las cosas
Está previsto que 5G llegue en 2020. Esta publicación analiza NB- IoT y sus aspectos técnicos que lo hacen tan importante para el Internet de las cosas. IoT , también conocido como LTE Cat NB1, está a punto de conectar miles de millones de dispositivos de una manera más inteligente. forma. Es rentable, admite un menor consumo de energía para usar dispositivos de bajo costo y proporciona una amplia gama de cobertura. Esta tecnología de área amplia de baja potencia (LPWA) está haciendo de las economías de escala una teoría válida para la industria IoT se conecta prácticamente en cualquier lugar y funciona con redes móviles ya establecidas.
Uno de los principales requisitos para lograr nuevas aplicaciones MTC es implementar una red de acceso radioeléctrico que pueda reducir la batería, cubrir un área amplia, alimentar de manera eficiente dispositivos de bajo costo y coincidir con diferentes asignaciones de espectro de los operadores. Entre las aplicaciones de MTC podemos encontrar medición inteligente, monitoreo de propiedades, agricultura y gestión de flotas y logística. Los dispositivos MTC masivos generalmente funcionan con pequeñas cantidades de datos y comúnmente están ubicados en lugares difíciles para el alcance de las señales. Por ejemplo, bosques, granjas o sótanos.
Operar bajo un espectro con licencia facilita garantizar la cobertura y el rendimiento. Las tecnologías que se ejecutan en espectros sin licencia corren el riesgo de sufrir interferencias incontroladas que afecten el rendimiento general de muchos dispositivos de la red.
Rendimiento de la batería y la autonomía
La densidad del sitio y el presupuesto del enlace son los principales factores que afectan la cobertura de la red móvil. En comparación con otras tecnologías como GPRS, WCDMA y LTE, el presupuesto de enlace de NB- IoT tiene un margen de 20 dB y funciona con rangos de datos más bajos.
En los detalles técnicos del presupuesto de enlaces podemos destacar:
| NB- IoT | 164dB |
| GPRS | 144dB |
| LTE | 142,7dB |
Esta mejora de 20dB podría implicar sacrificar otros factores, como los requisitos para aplicaciones MTC, pero no es el caso. NB- IoT cumple con los requisitos de latencia y duración de la batería. La longevidad depende de la eficiencia con la que los dispositivos puedan pasar a “modos de suspensión” que permiten apagar algunas partes de la batería cuando no se necesitan.
NB- IoT utiliza dos estados principales del protocolo RRC, al igual que LTE:
| RRC_inactivo | Ahorra energía y recursos utilizados para enviar informes de medición. |
| RRC_conectado | Los dispositivos reciben y envían datos directamente |
NB: flexibilidad de diseño IoT
La tecnología NB- IoT , en particular, admite una variedad de velocidades de datos. Depende de la calidad del canal, o de la relación señal-ruido y del número de recursos en determinadas zonas (ancho de banda). Además, cada dispositivo tiene un presupuesto de energía específico, lo que lleva a combinar la potencia de varios dispositivos.
En algunos casos, los dispositivos NB- IoT se verán afectados por la intensidad de la señal en lugar del ancho de banda. Esos dispositivos pueden concentrar la energía de transmisión sin perder rendimiento en un ancho de banda más estrecho. Esta eficiencia libera ancho de banda para otros dispositivos. NB- IoT utiliza tonos o subportadoras en lugar de bloques de recursos. Su ancho de banda es de 15kHz, una diferencia relevante si lo comparamos con un bloque de recursos, cuyo ancho de banda efectivo es de 180kHz.
En diferentes situaciones, tanto en áreas de buena como de mala cobertura, es posible aumentar las velocidades de datos agregando más ancho de banda. Las velocidades de datos podrían aumentar 12 veces al asignar dispositivos con múltiples tonos o subportadoras. Este enfoque mejora las capacidades. Este es el escenario en el que los dispositivos tienen buena cobertura y la transferencia de datos es rápida. La mayoría de las veces, se produce una buena cobertura cuando los dispositivos NB- IoT se implementan en redes densas o la mayoría de los dispositivos están ubicados dentro del área de cobertura LTE original.
Es notable que NB- IoT haya sido diseñado con una excelente multiplexación y velocidades de datos adaptables. La capacidad objetivo en 3GPP se ha fijado en 40 dispositivos por hogar, o alrededor de 52.200 por celda (en ciudades como Londres). Las simulaciones se han realizado con 200.000 dispositivos por celda, cuatro veces mejor que el objetivo inicial. Sin duda, NB- IoT cumplirá con los requisitos de velocidad de datos cuando se lance.
Acerca de los dispositivos
Los módems asequibles son imprescindibles para la implementación de sensores a gran escala. Es necesario optimizar los procesos para detectar e informar diferentes variables como la temperatura y la humedad. Para aplicaciones con muchos sensores, la velocidad de datos y la latencia deberían ser menores. NB- IoT es una solución que puede cumplir con estos requisitos, lo que respalda la afirmación de que traerá una mayor eficiencia. Los dispositivos NB- IoT han demostrado que pueden soportar velocidades de datos de capa física máximas más bajas trabajando en un rango de 100-200 kbps, o incluso significativamente más bajas con dispositivos de un solo tono.
Hay otros aspectos de optimización del dispositivo que podemos considerar. LTE MBB, por ejemplo, necesita dos antenas, mientras que los dispositivos NB- IoT necesitan una única antena receptora. Por tanto, el demodulador de relación y de banda base necesita sólo una única cadena de receptores.
Una de las ventajas del ancho de banda estrecho (200 kHz de NB- IoT frente a 1,4 MHZ a 20 MHZ de otras tecnologías) es la complejidad de la conversión de analógico a digital y de digital a analógico, la estimación de canales y el menor almacenamiento en búfer.
NB: IoT está haciendo que las industrias sean más inteligentes
| Ciudades | El seguimiento de una ciudad requiere muchos aspectos y, por tanto, rentabilidad. NB- IoT y LTE permiten controlar el alumbrado público, las plazas de aparcamiento libres, las condiciones ambientales, etc. Como se mencionó, los módems NB- IoT tendrán un precio muy competitivo. Los módulos, por ejemplo, se estiman en 5 $ . |
| Edificios | NB- IoT puede actuar como soporte para la conexión de banda ancha del edificio. La seguridad también se realizará conectando sensores directamente al sistema de monitoreo mediante redes LPWA. |
| Medida | Probablemente el principal requisito para la medición inteligente sea la cobertura de la red. A veces, los medidores tienden a aparecer en lugares difíciles, como lugares rurales remotos o bajo tierra. NB- IoT está bien preparado para monitorear medidores de gas y agua mediante transmisión de datos regular y pequeña. Esto conduce a una cobertura significativamente mejor. |
| Consumidores | Cat M1 (a veces denominada alternativa NB- IoT ). Ambas tecnologías son capaces de admitir una gran cantidad de sensores, desde actividad de datos intensa hasta baja. Para los consumidores, los wearables son la piedra angular del IoT . Uno de los principales desafíos para los fabricantes IoT es abordar modelos de negocio sostenibles. El mantenimiento de sensores y dispositivos podría resultar más caro con el tiempo que la producción. |
Envolver
Ahora que comprende qué es NB- IoT , cómo funciona y qué la diferencia de otras tecnologías LPWAN. Las nuevas iniciativas IoT funcionarán bajo mejores redes y dispositivos que ayudarán a hacer un negocio muy atractivo. Crea y escala tu propio proyecto de Internet de las cosas con Ubidots .
Fuentes y más información:
NB- IoT : una tecnología sostenible para conectar miles de millones de dispositivos