¿Qué es el Internet de las Cosas de banda estrecha, cuál es la diferencia entre este y el Internet de las Cosas y cuáles son sus principales usos?
El Internet de las cosas (IoT) ha comenzado a convertirse en una realidad y, para 2020, se espera que miles de millones de servicios y dispositivos estén conectados en cualquier momento y lugar. Están surgiendo una tras otra varias aplicaciones nuevas, como hogares inteligentes, dispositivos portátiles, ciudades inteligentes, atención médica inteligente, transporte inteligente, agricultura inteligente, instrumentos inteligentes, etc., promoviendo el rápido desarrollo de nuevos modelos de negocios.
Para respaldar un mayor desarrollo de Internet de las cosas, la industria móvil ha desarrollado nuevas tecnologías de acceso inalámbrico, incluidas las redes de área amplia de bajo consumo (LPWAN). Esta tecnología puede soportar mejor las características y requisitos de estos dispositivos y sus aplicaciones.
3GPP comenzó a impulsar una tarea de estandarización en 2014, y el Internet de las Cosas de Banda Estrecha (NB-IoT) es el resultado de este trabajo. Como parte integral del estándar 3GPP Versión 13, la primera versión de la especificación técnica NB-IoT se congeló y se lanzó en junio de 2016 para admitir aplicaciones similares con los siguientes requisitos:
– Arquitectura de red ahora optimizada con Interfaz LTE por aire
– Mejor flexibilidad de implementación
– Cobertura interior extendida (+20 dB en comparación con GSM)
–Admite una gran cantidad de dos dispositivos de comunicación (la velocidad de transmisión de datos es de solo decenas de kbps)
–Dispositivos de bajo costo (el precio unitario es inferior a $5)
–Bajo consumo de energía (la duración de la batería es de más de 10 años)
IoT de banda estrecha es una nueva tecnología de acceso inalámbrico. Aunque no es compatible con los equipos 3GPP existentes, hereda muchas características de LTE, como la banda de frecuencia, los conceptos básicos de la capa física, las definiciones de valores de parámetros y superiores. reutilización de capas (procedimientos NAS, RRC, RLC y MAC). Sin embargo, es importante señalar que debido a que su ancho de banda se reduce a 180 kHz (más una banda de guarda de 200 kHz), es necesario crear nuevos canales físicos y procedimientos que sean diferentes de LTE.
Al igual que ocurre con otras tecnologías IoT, el objetivo final de esta aplicación es una mayor cobertura y un menor consumo energético. Para reducir la complejidad y el costo del equipo, no admite muchas características básicas de LTE, como la multiplexación espacial, la agregación de operadores, el servicio de multidifusión multimedia evolucionado (eMBMS) y la conectividad dual. Tampoco hay soporte para servicios de nivel superior como el Subsistema Multimedia IP (IMS).
Arquitectura de red optimizada sobre la interfaz aérea LTE existente
Aunque NB-IoT no es compatible con los equipos 3GPP existentes, aún hereda muchas características de LTE, como la base de capa física y la alta -arquitectura de nivel.
El único modo dúplex que está estandarizado es el dúplex por división de frecuencia (FDD), por lo tanto, el enlace ascendente y el descendente utilizan frecuencias diferentes. Actualmente, no existe una versión dúplex por división de tiempo (TDD) de NB-IoT, y 3GPP no tiene planes de definir una en el corto plazo.
Para reducir la complejidad y el costo del dispositivo, 3GPP tomó tres decisiones de diseño principales. En primer lugar, NB-IoT sigue un diseño semidúplex, que elimina la necesidad de costosos filtros dúplex para separar los enlaces de transmisión y recepción; en su lugar, puede utilizar conmutadores; En segundo lugar, MIMO, específicamente la multiplexación espacial, no es compatible, por lo que el Equipo de Usuario (UE) sólo necesita implementar un enlace receptor. Por último, y muy importante, el ancho de banda del canal es de sólo 180 kHz, lo que reduce el coste general de la plataforma.
En resumen, IoT de banda estrecha NB IoT es una tecnología inalámbrica de banda estrecha 3GPP emergente que tiene la ventaja de utilizar plenamente la infraestructura celular existente. Esta nueva tecnología promoverá el rápido crecimiento de Internet de las cosas y generará diversas aplicaciones de IoT en diferentes campos.
Desafíos de diseño de IoT de banda estrecha
Los dispositivos y sistemas de IoT de banda estrecha requieren pruebas rigurosas para garantizar un alto grado de confiabilidad y evitar fallas inesperadas. Los siguientes son algunos de los desafíos de diseño que enfrenta NB-IoT: