NB-IoT یا اینترنت اشیا کم پهنا – نسل بعدی ارتباطات شبکه برای اینترنت اشیا

اینترنت اشیا (IoT) فناوری است که آینده عملکرد اشیا را تغییر خواهد داد. در برخی پروژه‌های پیشین مبتنی بر اینترنت اشیا با آن آشنا شدیم. هدف اصلی اینترنت اشیا اتصال دستگاه‌ها به یکدیگر و کنترل آسان‌تر اشیا برای بشر می‌باشد.

اکنون با گسترش تولید و کاربرد دستگاه‌های IoT، متخصصان پیش‌بینی کرده‌اند که تا سال 2025 در جهان حدود 75 میلیارد و یا بیشتر دستگاه IOT وجود خواهد داشت. اما این تعداد عظیم دستگاه‌های IOT را نمی‌توان با شبکه‌های فعلی LTE مدیریت کرد، بنابراین راه حل این مشکل به دو شبکه جدید، یعنی LTE-M و NB-IOT منتهی می‌گردد. در بین این دو شبکه، تمرکز این مقاله  بر NB-IOT است.

NB-IOT چیست؟

این شبکه یک شبکه کم مصرف گسترده (Low Power Wide Area) LPWA به نام Narrow band یا کم پهنا است، که مختص دستگاه‌های IOT کم مصرف که در فرکانس‌های پایین کار می‌کنند طراحی شده است.

اینترنت اشیا کم پهنا فناوری شبکه‌ای است که شرکت 3GPP با همکاری غول‌های بزرگ ارتباطات مانند هواوی، کوالکوم، اریکسون و ودافون توسعه داده است.

چرا NB-IOT؟

با وجود شبکه LTEای که قابلیت اتصال به دستگاه‌های اینترنت اشیا را دارد، سوالی که پیش می‌آید این است که، چرا شبکه کم پهنا را برای دستگاه‌های اینترنت اشیا به کار ببندیم؟

همه دستگاه‌های IOT کنونی باید به گونه‌ای توسعه یابند تا قابلیت ارسال داده در 24 ساعت از 7 روز هفته را داشته باشند و کاربر را به روز نگه دارند. این ساعات کار طولانی به منزله‌‌ی مصرف توان بیشتر می‌باشد. با مصرف توان بیشتر، داده باید روی باندهای پهن برای میلیاردها دستگاه متصل دیگر ارسال شود. همه اینها منجر می‌شود به:

• استفاده از پهنای باند با رنج طولانی
• عمر باتری کمتر
• هزینه‌ی بیشتر در شبکه‌های LTE کنونی

بدین ترتیب، برای اتصال میلیاردها دستگاه و کسب پایداری و کیفیت سرویس‌دهی، شبکه کم پهنا وارد کار می‌شود و مزایای خود را به همراه می‌آورد.

مزایای NB-IOT

1. مصرف توان پایین

دستگاه‌های NB-IOT توان کمتری مصرف خواهند کرد زیرا داده‌ای با مقدار کوچک را در سرعت‌های پایین حدود 100-150 کیلوبیت بر ثانیه انتقال خواهند داد. دستگاه متصل شده، درون یک حلقه، داده را پس از گذشت یک زمان مشخص ارسال می‌کند، و بنابراین به استثنای چند ثانیه‌ای که داده در حال ارسال است توان در بقیه زمان‌ها ذخیره می‌شود. تنها توان مصرفی، منبع تغذیه و دستگاه اینترنت می‌باشد. در نتیجه مقدار کمتری توان در مقایسه با دستگاه‌های LTE IOT مصرف می‌شود.

2. هزینه پایین

از آنجایی که دستگاه توان کمتری مصرف کرده و داده را در فرکانس‌های پایین‌تری ارسال می‌کند، هزینه محصول الکترونیکی نیز کاهش می‌یابد. مدار نیز سبک‌تر شده و در نتیجه، چیپی که برای NB-IOT ساخته می‌شود کم هزینه‌تر شده و هزینه‌ی کل کاهش خواهد یافت.

3. پایداری بیشتر

طیف باند مورد استفاده برای NB-IOT تحت لیسانس 3GPP بوده و همیشه یک کیفیت ارتباطی ماشین به ماشین M2M را فراهم می‌کند. نتیجه اینکه، کاربران NB-IOT سرویس پایداری را در اختیار خواهند داشت.

4. کاربرد وسیع

کاربرد IOT برای مردم علاقه‌مند به اینترنت اشیا شناخته شده است اما با استفاده از IOT کم پهنا، تعداد کاربرهای NB-IOT به طرز شگرفی افزایش خواهد یافت. دستگاه را همچنین می‌توان برای ارتباط بین ماشین‌های زیرزمینی و یا مکان‌هایی که شبکه موبایل در آن پوشش داده نمی‌شود نیز به کار گرفت. بدین ترتیب، می‌توان از آن برای خانه، صنعت و کاربردهای تجاری بهره برد. همچنین، در زمینه هوشمندسازی شهر نیز فناوری NB-IOT می‌تواند کمک زیادی بکند.

5. شبکه امن

شبکه NB-IOT یک شبکه داری مجوز است و بدین ترتیب انتقال داده‌ها در آن امن می‌باشد. این شبکه همه ویژگی‌های امنیتی شبکه LTE که هم اکنون کاربران آن را امتحان کرده و به آن اعتماد کرده‌اند، یعنی احراز هویت داده‌های کاربر، یکپارچگی و قابلیت اعتماد را دارا می‌باشد.

6. عمر طولانی‌تر

قطعات الکترونیکی در دستگاه‌های IOT نسبت به موبایل‌های شبکه LTE، توان کمتری مصرف می‌کنند. بنابراین، عمر باتری آنها نیز بیشتر است. گفته می‌شود که عمر باتری برای هر دستگاه مجزای IOT به 10 سال نیز می‌رسد.

7. انتقال داده

انتقال داده برای شبکه NB-IOT دوطرفه است، یعنی داده هم ارسال و هم دریافت می‌شود و پهنای باند RF شبکه 200 کیلوهرتز می‌باشد.

8. اتصال بیشتر دستگاه

شبکه NB-IOT را می‌توان به راحتی درون معماری شبکه سلولی فعلی مستقر کرد که با احتساب حدود یک میلیون IOT برای هر تلفن همراه، دستگاه‌های موبایل می‌توانند به آسانی به دستگاه‌های NB-IOT متصل شوند. بنابراین، داده یک میلیون دستگاه تنها از طریق اتصال یک دستگاه موبایل در دسترس است.

9. ناحیه تحت پوشش وسیع

در کنار همه‌ی ویژگی‌های بالا، NB-IOT با یک ویژگی دیگر نیز عرضه می‌شود، ناحیه تحت پوشش وسیع. بیشترین ناحیه‌ای که می‌توان با NB-IOT پوشش داد حدود 20-25 کیلومتر می‌باشد.

مثال‌هایی از NB-IOT

1. پارکینگ هوشمند

اقامتگاه معروف دیزنی در شانگهای، مثالی از پیاده‌سازی عملی پارکینگ هوشمند NB-IOT است که توسط هووای و یونیکوم چین توسعه یافته است. سیستم پارکینگ هوشمند به کاربران در یافتن جای پارک خالی کمک کرده و زمان پارک و هزینه‌ای که مشتری باید پرداخت کند را محاسبه می‌کند. با همه این ویژگی‌ها سیستم با مصرف توان پایین و به صورت پایدار عمل می‌کند.

2. زیرزمین هوشمند

بسیاری از خانه‌ها یک زیرزمین دارند و به خاطر زیرزمین بودن آن همیشه نیازمند روشنایی است. اما با استفاده از تکنولوژی NB-IOT، به جای خاموش و روشن کردن دستی چراغ‌ها، با حضور افراد چراغ‌ها روشن خواهند شد.

اینترنت اشیا کم پهنا در هند

شرکت‌های بزرگ ارتباطی هند در اجرای فناوری 4G در حال رقابت هستند و همه آنها برنامه دارند تا به زودی  شبکه‌ی NB-IOT را همراه با شبکه 5G وارد کنند. غول‌های ارتباطی مانند JIO ،Airtel و Vodafone برنامه دارند تا فناوری NB-IOT را عملی کرده و شبکه 5G را در هند گسترش دهند.

با پیشرفت در فناوری‌هایی نظیر IOT و ظهور شبکه‌های جدیدی مانند NB-IOT، تغییرات بزرگی در نحوه کارکردن مردم در امروز و آینده رخ خواهد داد. فناوری به روش‌های مختلف به انسان خدمت خواهد کرد.

• منبع: ترجمه از سایت circuitdigest.com
• منبع: عکس شاخص از سایت odins.es

امیدواریم تونسته باشیم مقداری شما را با «NB-IoT یا اینترنت اشیا کم پهنا» آشنا کرده باشیم. کامنت یادتون نره.

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.