NB-IoT

Teknisk prestanda

NB-IoT har ofta satts i konkurrens med LoRaWAN om titeln "bästa IoT-radioteknik". Istället för att utse en vinnare är det mer ett val av vilket ekosystem man ska investera i och hur infrastrukturen ska hanteras. NB-IoT hanteras av teleoperatörer, vilket ger en definierad servicenivå, men man är beroende av deras geografiska täckning. För LoRaWAN finns det tjänsteleverantörer, precis som teleoperatörer, men du kan också välja att bygga ditt eget nätverk och att utöka ett LoRaWAN-nät är relativt billigt. 

Som för alla radioteknologier är prestandan för NB-IoT beroende på tjänsteleverantörens övergripande kvalitet och kapacitet samt dämpning av signalen orsakad av fysiska föremål mellan sändare och mottagare. Jämfört med andra radiolösningar erbjuder NB-IoT hög penetration (förmågan att kunna passera genom fysiska föremål) vilket gör den lämpad för djup placering inomhus.

NB-IoT levererar en jämförelsevis (LPWAN) hög bandbredd samt en downlink-kapacitet (server till enhet). Detta möjliggör mer datakrävande applikationer, uppdateringar via luften och flexibla scheman för att hämta data (såsom frågor för saknad data, historisk data och detaljerad logginformation). Denna kapacitet i kombination med att vara en teknologi anpassad för komplexa telekommunikationsnät, leder till att den är mer energikrävande och har en mindre förutsägbar strömförbrukning över tiden. Dock är begränsad batteridrift i långt över tio år uppnåbar med rimligt stora battericeller.

Lämpliga applikationer

NB-IoT är ett idealiskt val för kunder som vill använda teleoperatörer för sin infrastruktur och som har mer krävande sensor- och mätapplikationer. Teknologin erbjuder både en lägre kostnad jämfört med andra mobila telekommunikationslösningar och en energieffektiv lösning för batteridrivna enheter. Det är viktigt att även inkludera nätverksleverantören i ekvationen med teknologins lämplighet för att försäkra sig om att servicenivån är tillräcklig, särskilt på landsbygden.

Kostnadsbesparingar och energieffektivitet – fördelarna med NB-IoT i korthet

Som nätverksteknologi för Internet of Things erbjuder NB-IoT en rad betydande fördelar. NB-IoT-mätarmodulerna som kommunicerar trådlöst är utrustade med energibesparande funktioner, exempelvis viloläge. På så sätt kan maximal energieffektivitet uppnås. Dessutom har NB-IoT mycket hög effekttäthet tack vare metoderna för smalbandsmodulering. Den är 5 decibel högre jämfört med LTE-M och hela 20 decibel högre jämfört med GSM. Som ett resultat av detta kan man skapa optimal nätverkstäckning i form av djup byggnadspenetration. Detta är särskilt fördelaktigt i avlägsna områden, men också i byggnader med källare vars mätpunkter inte är utrustade med 2G (GPRS) eller 4G (LTE). Installationen av NB-IoT-infrastrukturen kan dessutom genomföras enkelt eftersom det görs enligt plug-and-play-principen. Sensorer ansluter automatiskt till NB-IoT-nätverket utan att man behöver installera lokala nätverk eller ytterligare gateways. Eftersom NB-IoT-teknologin är lämplig för strömdrift med 230 V eller ett klassiskt batteri kan den användas inom många olika tillämpningar. Sist men inte minst imponerar NB-IoT-teknologin med sina låga inköps-, drifts- och servicekostnader tack vare den enkla chipsetdesignen. För kunder som vill använda mobilnätsoperatörer för sin infrastruktur är NB-IoT perfekt för krävande avkännings- och mättillämpningar. Jämfört med andra mobila nätverkslösningar är implementeringen av NB-IoT mer kostnadseffektiv och tillhandahåller en energieffektiv lösning för batteridrivna enheter.

Experttips: Det är viktigt att man även involverar nätoperatören i lämplighetsbedömningen för att säkerställa att servicenivån är tillräckligt hög. Detta gäller särskilt för tillämpningar på landsbygden.

Gör verklighet av säker dataöverföring med NB-IoT

NB-IoT erbjuder inte bara hög dataöverföringshastighet och lång räckvidd utan även en hög datasäkerhetsnivå. Säkerheten för NB-IoT garanteras genom kryptering och autentisering av dataöverföringar. De krypterade uppgifterna kan endast dekrypteras av auktoriserade mottagare. Autentiseringen av dataöverföringar säkerställer att de överförda uppgifterna kommer från en betrodd källa och inte har manipulerats av en obehörig person. Dessa höga säkerhetsstandarder gör NB-IoT till en idealisk teknologi för användningsområden där säkerhet och sekretess är av största vikt, till exempel inom hälso- och sjukvårdssektorn eller i säkerhetskritiska infrastrukturer. NB-IoT är en standardiserad teknologi som uppfyller säkerhetsmekanismerna enligt 3GPP och har i och med det säkerhetsfunktioner som ständigt granskas och förbättras. NB-IoT-enheter kan fjärruppdateras med hjälp av Firmware over the Air (FOTA) för att se till att du alltid har den senaste teknologin.

LoRaWAN eller NB-IoT? – en jämförelse av den tekniska prestandan

NB-IoT ställs ofta mot LoRaWAN i slutomgången när det gäller att vinna titeln för bästa trådlösa IoT-teknologi. Det handlar dock inte om att utse en slutlig vinnare, utan mer om vilket system som passar bäst för det specifika användningsfallet. NB-IoT hanteras av mobilnätsoperatörer som tillhandhåller en viss servicenivå – å andra sidan är man beroende av deras geografiska täckning. När det gäller LoRaWAN finns det, liksom i fallet med mobilnätsoperatörer, tjänsteleverantörer. Det är dock möjligt att bygga sin egen nätverksinfrastruktur och expandera LoRaWAN-nätverket på ett kostnadseffektivt sätt. Som med all mobil radioteknologi för nätverk fastställs NB-IoT-prestandan av tjänsteleverantörens övergripande kvalitet och kapacitet och signaldämpningen som utgörs av fysiska objekt mellan sändaren och mottagaren – teknologin ger dock hög penetrationsförmåga jämfört med andra trådlösa lösningar. NB-IoT erbjuder relativt hög bandbredd (LPWAN) och en kraftfull nedlänkskapacitet från server till enhet. Detta möjliggör mer dataintensiva program, trådlösa uppdateringar och flexibla scheman för att hämta data, till exempel förfrågningar om saknade data, historiska poster och detaljerad logginformation. Denna kapacitet, samt det faktum att det är en teknologi som är anpassad till komplexa mobilnät, har nackdelen att mer el förbrukas och att elförbrukningen blir mindre förutsägbar över tid. Trots det är det möjligt att få en begränsad batteridrift på över 10 år med rimligt stora battericeller.

Från smart mätning till jordbruk – tillämpningar av NB-IoT

NB-IoT är särskilt utformad för användningsområden med låg bandbredd och låga datahastigheter. Som ett resultat av detta har IoT-teknologin potentialen att användas i ett brett spektrum av tillämpningar, men framför allt inom: 

• smarta städer, till exempel automatiserad trafikövervakning
• fastighetsautomation
• smarta jordbruk
• tillgångsspårning inom logistik.

En av de viktigaste tillämpningarna av NB-IoT är smart mätning – en teknik som gör det möjligt för allmännyttiga företag att övervaka och kontrollera vatten-, värme-, gas- och energiförbrukningen i realtid. Denna form av automatisering förbättrar avsevärt energieffektiviteten i byggnader som har utrustats med NB-IoT.  

Mätarkommunikationsmoduler (MCM) används för att leverera data från mätare, till exempel värme- och kylmätare, till ett mottagningssystem via NB-IoT-nätverket. Exempel på detta inkluderar CMi6110 för Landis+Gyr UH/UC50 (T550), CMi6140 för Kamstrup Multical 403/603/803 och CMi6160 för modellerna SHARKY 755 och SCYLAR INT 8 från Diehl Metering. 

NB-IoT kan också tillämpas i smarta städer för att förbättra invånarnas livskvalitet. Teknologin kan användas för att styra smart gatubelysning, implementera automatiserad trafikövervakning eller hjälpa till med att övervaka luftkvaliteten och bullerföroreningar i stadsområden. Eftersom NB-IoT har lång räckvidd och hög penetrationsförmåga är överföringsprotokollet idealiskt för användning på landsbygden samt i strukturellt svaga och instabila miljöer. Med NB-IoT kan smarta mätsystem installeras i avlägsna områden, vilket ökar energieffektiviteten och minskar beroendet av fossila bränslen.

NB-IoT-standard och -kompatibilitet

NB-IoT har ett standardprotokoll och utvecklas med olika enheter och nätverk i åtanke, oavsett tillverkare. NB-IoT och dess tillhörande standarder utvecklades av 3GPP – en paraplyorganisation som ägnar sig åt standardiseringen av mobila nätverk. NB-IoT standardiserades först som LTE-kategori NB1 i 3GPP Release 13 och uppdaterades senare med NB2 i Release 14. Standarden som har utvecklats av 3GPP specificerar hur en NB-IoT-enhet ska fungera och kommunicera i ett telekommunikationsnätverk. De olika mekanismerna för att spara energi i förhållande till batterierna regleras även. Det senare är en mycket viktig del av standarden. De energibesparande funktionerna är dock inte obligatoriska. Enhetens faktiska batterikraft beror snarare på vilka funktioner nätet för närvarande stöder. Genom standarden utvecklas riktlinjer för att göra detta så konsekvent som möjligt mellan de olika leverantörerna av mobilnät. Standardiseringen omfattar alla kommunikationslager upp till transportlagret. Detta innebär att en NB-IoT-enhet i allt väsentligt fungerar som en internetansluten dator. Även om detta möjliggör ett brett utbud av kompatibla protokoll betyder det även att driften av de olika NB-IoT-enheterna, samt kodningen av mätdata, skiljer sig mycket åt från varandra. NB-IoT-system kan trots det vanligen skalas utmärkt eftersom de har en hög kompatibilitetsnivå.

Elvaco – alla NB-IoT-enheter på ett ställe

Elvaco har en bred produktportfölj med NB-IoT-teknologi. Vi har ett stort utbud av energieffektiva och hållbara högprecisionsprodukter inom NB-IoT – från väggmonterade eller magnetiska antenner som överför signaler till interna kommunikationsmoduler för mätare. Om du är intresserad av produkter från vårt omfattande sortiment ska du kontakta Elvacos team av experter. Vi ser fram emot att hjälpa dig med implementeringen av ditt NB-IoT-nätverk med våra produkter och vår expertis.

Vanliga frågor om NB-IoT-teknologier

Vad är NB-IoT?

NB-IoT står för Narrowband IoT och är en LPWAN-teknologi som är särskilt utformad för IoT-tillämpningar. Till skillnad från andra IoT-teknologier, till exempel Wi-Fi eller Bluetooth Low Energy (BLE), drivs NB-IoT på ett eget frekvensband, vilket ger längre räckvidd och bättre penetrationsförmåga.

Vilka är fördelarna med NB-IoT jämfört med andra IoT-teknologier?

NB-IoT erbjuder längre räckvidd och bättre penetrationsförmåga än andra IoT-teknologier. Dessutom är enheterna som används batteridrivna och har en lägre datahastighet, vilket resulterar i längre batteritid och gör NB-IoT idealisk för tillämpningar som kräver långvarig övervakning. NB-IoT kan även skalas på ett effektivt sätt och förmår hantera ett stort antal enheter i ett och samma nätverk.

Vilka tillämpningar passar NB-IoT?

NB-IoT är särskilt väl lämpad för användningsområden där lång batteritid och lång räckvidd krävs. Exempel är smarta mätare som el-, värme-, vatten- och gasmätare samt i tillämpningar för tillgångsspårning, exempelvis vid övervakning av containrar eller pallar. NB-IoT kan också användas i smarta stadstillämpningar, till exempel för att övervaka trafik eller luftkvalitet.

Hur säker är NB-IoT?

NB-IoT använder samma säkerhetsstandarder som mobilteknologi, inklusive kryptering av data och autentisering av enheter. Dessutom erbjuder teknologin trådlösa (OTA) uppdateringar av den fasta programvara för att säkerställa att de anslutna enheterna alltid är uppdaterade.