Что такое NB-IoT?

NB-IoT - Narrow band IoT - стандарт сотовых сетей связи для устройств с небольшими объемами обмена данными. Стандарт разработан и поддерживается консорциумом 3GPP, в который входят лидирующие мировые производители оборудования для сетей сотовой связи и мобильные операторы. Первая версия спецификации NB-IoT была представлена в 2016 году. С тех пор стандарт активно внедряется на всё большем количестве мобильных сетей в мире.

Фактически, стандарт NB-IoT позволяет строить сети LPWAN на основе уже существующих сетей сотовой связи и появился как ответ мобильных операторов на рост популярности сетей LPWAN, работаюших на нелицензируемых частотах.


Как работает NB-IoT?

Для работы NB-IoT в рамках сети сотовой связи выделяются узкие полосы частот на существующих базовых станциях. При этом могут использоваться полосы частот расположенные непосредственно внутри уже используемых полос частот, вплотную к уже используемым полосам частот, или в промежутке между ними. Устройства NB-IoT подключающиеся к сети проходят процедуру регистрации в сети, аналогичную обычным мобильным телефонам, после чего могут осуществлять обмен данными с сетью.

Устройства NB-IoT могут подключаться к сети с использованием протокола IP 4-й или 6-й версии, или в режиме Non-IP Data Delivery, когда стек протоколов IP для передачи данных не используется. В случае подключения с использованием протокола IP устройство фактически получает доступ к глобальной сети Интернет и может беспрепятственно обмениваться данными с любыми серверами приложений, расположенными в сети. В случае подключения в режиме Non-IP Data Delivery для обмена данными с устройствами приложения должны быть либо подключены к сети сотовой связи через сетевой элемент SCEF, либо за передачу этих данных через сеть Интернет отвечает другой сетевой элемент, P-GW, и стек протоколов IP добавляется к пакетам на этом сетевом элементе.


Энергопотребление NB-IoT

Стандарт NB-IoT обеспечивает значительно более высокую энергоэффективность устройств, по сравнению с обычными сотовыми стандартами сетей второго, третьего и четвертого поколения, за счет значительного снижения скорости обмена данными и упрощения стека протоколов, приближаясь по эффективности к сетям LPWAN.

Стандарт позволяет устройствам передавать данные с большими временными промежутками не теряя регистрацию в сети. Устройства NB-IoT могут не находиться в режиме приема между передачами что так же позволяет повысить энергоэффективность. Устройство может принимать данные в специальном окне приема после передачи данных. Этот механизм очень похож на схему работы устройств класса А в сетях LoRaWAN. При этом, данные переданные устройству приложением, храняться на сетевых элементах сотовой сети до следующего выхода устройства в эфир. Временные параметры данного механизма NB-IoT задаются сетью, что позволяет сотовому оператору эффективно управлять емкостью сети.


Безопасность

Устройства NB-IoT авторизуются при подключении к сотовой сети с помощью стандартных SIM карт, аналогично обычным мобильным телефонам.

NB-IoT обеспечивает безопасность транспортного уровня аналогично любой сотовой сети. При этом приложения должны использовать собственные механизмы безопасности для защиты обмена данными с устройствами. Стандарт не покрывает эти механизмы и каждое приложение реализует их в соответствии со своими требованиями.


Общедоступность

С ростом поддержки стандарта на сотовых сетях различных операторов в мире, NB-IoT значительно расширит возможность повсеместного использования устройств IoT с высокой энергоэффективностью и откроет путь для огромного количества новых приложений в самых разных отраслях и секторах экономики.