اینترنت اشیاء (NB-IoT)
اینترنت اشیاء باند باریک (NB-IoT) یک پروتکل اینترنت بی سیم چیزها (IoT) است که از فناوری شبکه گسترده کم مصرف (LPWAN) استفاده می کند. این توسط 3GPP برای ارتباطات بی سیم سلولی توسعه یافته است که طیف گسترده ای از دستگاه ها و سرویس های جدید NB-IoT را قادر می سازد. NB-IoT یکی از سه استاندارد اصلی 3GPP LPWAN است.
هدف استاندارد ارتباطی NB-IoT این است که دستگاه‌های اینترنت اشیا را قادر می‌سازد از طریق شبکه‌های حامل، چه در یک موج حامل ارتباطی سیستم جهانی موبایل (GSM)، در یک «باند محافظ» استفاده نشده بین کانال‌های LTE یا به‌طور مستقل کار کنند.
یکی از اهداف NB-IoT افزایش گسترش پوشش فراتر از آنچه فناوری‌های سلولی موجود ارائه می‌دهند، است. برای انجام این کار، NB-IoT تکرارهای انتقال و پیکربندی های مختلف تخصیص پهنای باند را در انتقال uplink ارائه می دهد.
NB-IoT می تواند طیف وسیعی از دستگاه ها و خدمات جدید اینترنت اشیا را فعال کند. NB-IoT مصرف برق دستگاه‌های متصل را کاهش می‌دهد، در حالی که ظرفیت سیستم و کارایی پهنای باند را افزایش می‌دهد، به‌ویژه در مکان‌هایی که به راحتی توسط فناوری‌های سلولی سنتی پوشش داده نمی‌شوند. دستگاه‌های متصل NB-IoT برای بسیاری از موارد می‌توانند عمر باتری بیش از 10 سال داشته باشند.
تا به امروز، 159 اپراتور در NB-IoT با 107 شبکه مستقر/راه‌اندازی شده در سراسر جهان سرمایه‌گذاری کرده‌اند.
NB-IoT چگونه کار می کند؟
NB-IoT یک استاندارد انتقال داده است که برای فعال کردن دستگاه‌ها در شبکه‌های حامل تلفن همراه طراحی شده است. فناوری NB-IoT از سیگنال های با پهنای باند کم برای برقراری ارتباط در فناوری های GSM و LTE موجود استفاده می کند.
دستگاه ها و حسگرهای طراحی شده ویژه اجزای اساسی در سیستم های NB-IoT هستند. این دستگاه‌ها اطلاعات را از محیط اطراف خود جمع‌آوری کرده و به ایستگاه‌های پایه NB-IoT یا گره‌های انتقال ارسال می‌کنند. ایستگاه‌های پایه جداگانه برای نظارت متمرکز و تجزیه و تحلیل داده‌ها به یک دروازه اینترنت اشیا و سرورهای برنامه ابری اینترنت اشیا متصل می‌شوند.
NB-IoT از یک لایه فیزیکی جدید با سیگنال‌ها و کانال‌ها استفاده می‌کند تا الزامات پوشش گسترده در مناطق روستایی و داخل ساختمان‌های عمیق را برآورده کند، در حالی که پیچیدگی دستگاه را بسیار کم می‌کند. فناوری زیربنایی بسیار پیچیده‌تر از ماژول‌های GSM/GPRS است.
NB-IoT که توسط تمامی سازندگان عمده تجهیزات موبایل، چیپست و ماژول پشتیبانی می‌شود، می‌تواند همراه با شبکه‌های تلفن همراه 2G، 3G و 4G وجود داشته باشد.
مزایای NB-IoT چیست؟
مزایای NB-IoT عبارتند از:
پوشش و اتصال همه جا. NB-IoT می تواند با ایجاد شبکه های NB-IoT که می توانند به میلیاردها گره متصل شوند، تعداد زیادی دستگاه را پشتیبانی کند. طراحی شده برای پوشش گسترده در داخل خانه، پیچیدگی کمتر دستگاه ها اتصال و ارتباط دوربرد را فراهم می کند.
مصرف برق کم. NB-IoT نیازی به اجرای یک سیستم عامل سنگین مانند لینوکس یا پردازش سیگنال زیادی ندارد، که باعث می شود در مقایسه با سایر فناوری های سلولی کارآمدتر مصرف شود.
هزینه کم دستگاه ها. از آنجایی که ساخت دستگاه‌هایی با پیچیدگی کمتر آسان‌تر است، هزینه دستگاه‌ها به‌طور قابل‌توجهی پایین است، حدود ۵ دلار برای هر ماژول.
عمر باتری چند ساله قابلیت افزایش مصرف انرژی NB-IoT را قادر می‌سازد از عمر باتری چند ساله دستگاه‌ها پشتیبانی کند.
امنیت. NB-IoT مانند 4G ایمن است، از جمله همه ویژگی‌های رمزگذاری و احراز هویت مبتنی بر سیم‌کارت.
نمونه هایی از برنامه های NB-IoT
NB-IoT را می توان برای کاربردهای زیر استفاده کرد:
اندازه گیری هوشمند NB‑IoT برای نظارت بر کنتورهای آب و گاز از طریق انتقال داده‌های معمولی و کوچک به خوبی کار می‌کند. پوشش شبکه یک مشکل عمده در راه اندازی اندازه گیری هوشمند است زیرا کنتورها اغلب در مکان های دشوار مانند زیرزمین عمیق، در زیرزمین ها یا در مناطق دور افتاده روستایی نصب می شوند. پوشش و نفوذ NB-IoT قادر به رفع این مشکل است.
شهرهای هوشمند NB-IoT می‌تواند به دولت‌های محلی در کنترل روشنایی خیابان‌ها، تعیین زمان تخلیه سطل‌های زباله، شناسایی فضاهای پارک آزاد، نظارت بر شرایط محیطی و بررسی شرایط جاده کمک کند.
ساختمان های هوشمند حسگرهای متصل NB-IoT می‌توانند هشدارهایی را در مورد مسائل تعمیر و نگهداری ساختمان به مدیران تأسیسات ارسال کنند. همچنین سیستم های نظارت بر دمای داخل ساختمان وجود دارد که مبتنی بر حسگرهای NB-IoT هستند. NB-IoT می تواند برای پشتیبان گیری از اتصال پهن باند ساختمان استفاده کند.
ردیابی. NB-IoT راهی امن و ارزان برای ردیابی افراد، حیوانات و دارایی‌ها در مواقعی که ردیابی مداوم ضروری نیست، ارائه می‌کند. NB-IoT برای ردیابی اشیایی که ممکن است همیشه در حال حرکت نباشند خوب است.
کشاورزی هوشمند اتصال NB-IoT به کشاورزان و شهرها این امکان را می دهد که داده ها را از حسگرهای محیطی حاوی ماژول های NB-IoT بگیرند که می توانند در صورت اتفاق غیرعادی هشدار ارسال کنند. از این حسگرها می توان برای نظارت بر دما و رطوبت خاک و همچنین برای ردیابی ویژگی های زمین، آلودگی، صدا و باران استفاده کرد.
