Perincian Arsitektur NB-IoT Untuk Arsitek IoT
Berpikir untuk memanfaatkan Narrowband IoT (NB-IoT) untuk menyebarkan perangkat pengumpulan data Internet of Things Anda? Inilah yang perlu diketahui desainer dan insinyur tentang arsitektur NB-IoT untuk menciptakan produk yang tidak hanya berfungsi, tetapi juga menambah nilai bagi pelanggan.
Arsitektur NB-IoT Dibandingkan Dengan LTE-M
Seperti yang mungkin sudah Anda perhatikan, setiap diskusi tentang NB-IoT biasanya menyertakan beberapa penyebutan LTE-M. Keduanya merupakan teknologi seluler low power, wide-area (LPWA) yang dikembangkan untuk aplikasi IoT; keduanya mendapatkan daya tarik di tempat yang berbeda secara geografis. (Jika Anda berharap untuk memanfaatkan NB-IoT untuk produk Anda, pastikan Anda telah mempertimbangkan potensi hambatannya.) Diskusi tentang cara menyusun perangkat NB-IoT Anda terkadang mengacu pada LTE-M untuk konteks, sebagian karena arsitektur NB-IoT sangat mirip dengan LTE-M.
Perbedaan utama antara NB-IoT dan LTE-M adalah:NB-IoT membutuhkan saluran bandwidth yang lebih sempit (200 kHz vs. 1,4 MHz), dan perangkat dapat digunakan di pita non-tradisional, termasuk pita pelindung LTE (pita yang saat ini tidak digunakan yang berdekatan dengan pita LTE utama), serta pita khusus IoT. Banyak penerapan NB-IoT dimasukkan ke dalam pita pengaman karena ini adalah cara yang baik bagi perusahaan seluler untuk memonetisasi spektrum yang tidak digunakan itu. Perangkat NB-IoT juga dapat digunakan dalam pita mandiri menggunakan spektrum apa pun yang tersedia, asalkan regulator menyetujuinya, atau dalam alokasi spektrum LTE. Perbedaan lainnya sudah kita bahas di postingan sebelumnya.
Meskipun ini memberikan fleksibilitas besar bagi operator seluler dan penyedia jaringan lainnya untuk menerapkan jaringan NB-IoT, ini menimbulkan beberapa masalah signifikan bagi perancang perangkat yang berkaitan dengan roaming. Orang menggunakan istilah jelajah memiliki arti yang berbeda, tetapi untuk tujuan artikel ini, ini berarti kemampuan untuk "mengirim dan menerima data ... saat bepergian ke luar area jangkauan geografis jaringan asal mereka." Roaming ada dalam peta jalan jangka panjang untuk NB-IoT, tetapi fleksibilitas standar NB-IoT, dikombinasikan dengan keterbatasan perangkat terbatas yang kemungkinan akan mengakses jaringan NB-IoT, membuat roaming hampir tidak mungkin dilakukan pada saat ini. menulis, untuk semua tujuan praktis. Jadi, membangun perangkat yang dapat digunakan pada jaringan yang berbeda sebenarnya jauh lebih sulit dengan NB daripada LTE-M (itu sendiri, bukan prestasi kecil), karena perangkat NB-IoT harus dikonfigurasi untuk menggunakan pita tertentu sejak awal. Saat ini tidak ada modul yang tersedia yang memungkinkan Anda memilih band mana yang Anda dukung pada waktu proses, jadi pada dasarnya Anda terjebak memilih band yang diinginkan saat pembuatan. Meskipun ini mungkin memberikan sedikit efisiensi operasional, dalam praktiknya Anda akan memiliki SKU yang berbeda meskipun perangkatnya terlihat sama, dan Anda harus tahu di mana tepatnya Anda akan menggunakan perangkat saat Anda membuatnya.
Masalah ini tidak berlaku untuk semua (atau bahkan sebagian besar) aplikasi, tetapi pasti patut disoroti. Aplikasi yang kemungkinan besar akan menggunakan NB-IoT adalah hal-hal seperti meteran air dan gas, atau sensor di lokasi tetap—aset statis yang dirancang untuk memiliki sensor yang berbicara sekali sehari selama 10 tahun, dan hanya itu. Dalam hampir semua kasus itu, Anda tahu di mana perangkat itu akan ditempatkan dan Anda tidak punya rencana untuk mengubah lokasinya. (Sampai tingkat tertentu, ini juga merupakan masalah untuk LTE-M, tetapi diperkuat di NB-IoT.)
Bagian Penting Arsitektur NB-IoT
Arsitektur NB-IoT mirip dengan LTE-M. Blok penyusunnya, yang sama, adalah sebagai berikut:
Antena
Dalam kebanyakan kasus, Anda akan bekerja dengan perusahaan seluler untuk menyebarkan perangkat Anda; perusahaan akan menerapkannya di atau berdekatan dengan pita LTE, jadi Anda perlu menggunakan antena yang berfungsi untuk pita tersebut.
Antena dirancang untuk frekuensi tertentu. Anda tidak dapat selalu hanya memiliki satu antena yang mendukung semua kemungkinan pita NB-IoT di luar sana, meskipun ada antena multi-band yang mendukung semua antena utama. Anda akan membayar antena ini dalam dolar dan ukuran, yang keduanya penting untuk sebagian besar aplikasi NB-IoT. Jika jaringan NB-IoT Anda termasuk dalam pita GSM atau LTE standar, Anda dapat menggunakan antena biasa, tetapi untuk pita nontradisional, itu adalah sesuatu yang harus Anda perhatikan. (Band yang harus Anda gunakan ditentukan oleh kombinasi faktor, termasuk struktur peraturan negara tempat Anda berada, aset spektrum yang dimiliki oleh perusahaan seluler atau penyedia jaringan, dan cara mereka memilih untuk menerapkan NB-IoT. Untuk LTE-M, biasanya operator seluler akan menggunakan blok sumber daya LTE yang ada. Namun untuk NB-IoT, operator jaringan mungkin menempatkan jaringan dalam spektrum berlisensi yang mereka miliki, yang berada di luar penetapan pita seluler tradisional.)
Modem (atau Modul) NB-IoT
Selanjutnya, pilih modem (disebut juga modul). Chipset NB-IoT biasanya disertakan dalam modul, yang kemudian akan Anda desain ke dalam produk Anda.
Modul yang Anda pilih harus disertifikasi oleh PTCRB (untuk beroperasi di Amerika Utara) atau GCF (Forum Sertifikasi Global untuk penggunaan global). Idealnya, itu juga harus disertifikasi oleh perusahaan seluler atau operator, seperti AT&T atau Verizon, yang mengurangi beban sertifikasi Anda. Jika Anda menggunakan modul dari Gemalto, u-blox, atau Sierra, misalnya, Anda harus mendapatkan sertifikasi operator sendiri. Sebaliknya, platform pra-sertifikasi seperti Link Labs sangat menyederhanakan proses penerapan. (Ini pada dasarnya sama dengan perangkat LTE-M kami, tetapi dengan firmware yang berbeda dan konfigurasi perangkat keras internal yang sedikit berbeda yang tidak memengaruhi pelanggan kami.)
Tuan Rumah
Tuan rumah adalah papan perangkat yang secara harfiah menghosting aplikasi Anda. Ini adalah mikrokontroler atau mikroprosesor yang menjalankan aplikasi Anda serta antarmuka ke semua periferal, seperti sensor yang berbeda; itu juga mengontrol modul, atau, dalam kasus kami, platform perangkat keras.
Tuan rumah sama pentingnya untuk dipertimbangkan seperti hal lain (mungkin lebih karena itu sebenarnya yang dibayar pelanggan Anda untuk Anda). Anda harus mengontrol konsumsi daya aplikasi Anda, jadi desain aplikasi host berdaya rendah sama pentingnya dengan fitur daya rendah di radio mana pun. Platform kami mempermudah interaksi dengan bagian radio dengan mengabstraksikan banyak pengaturan sulit seputar mode daya rendah. Platform kami berdaya rendah secara default—hanya ada sedikit pekerjaan tambahan yang harus Anda lakukan di sisi host untuk membuat radio berdaya lebih rendah. Jika Anda menggunakan modul tradisional, seperti u-blox atau Sierra, Anda harus melakukan lebih banyak pekerjaan pada manajemen daya radio menggunakan perintah AT.
Jaringan Seluler
Karena perangkat IoT Anda hanya mengirimkan sedikit data, umumnya lebih baik menggunakan protokol komunikasi perangkat berbasis non-IP, yang berbeda dari cara kebanyakan modem berinteraksi dengan jaringan seluler, melalui TCP/IP standar. (Anda dapat menggunakan TCP/IP dengan NB-IoT, tetapi Anda akan membayar banyak overhead data, yang sedikit bertentangan dengan apa yang dirancang untuk NB-IoT.)
NB-IoT bukan satu-satunya pilihan untuk menyebarkan perangkat IoT Anda, dan itu mungkin bukan yang terbaik. Unduh kertas putih gratis ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang jenis daya rendah, jaringan area luas yang tepat untuk kasus penggunaan Anda.
Jadi, Anda memiliki dua pilihan:Gunakan TCP/IP tradisional dan bayar biaya overhead, atau rancang protokol komunikasi terpisah yang menghapus semua lapisan tambahan tersebut. Untuk opsi dua, Anda biasanya memerlukan perutean jaringan pribadi Anda sendiri di dalam jaringan seluler, serta server manajemen perangkat Anda sendiri yang mendukung protokol alternatif ini, mirip dengan yang ditawarkan Link Labs. APN dan VPN (jaringan pribadi virtual) pribadi kita sendiri memungkinkan kita untuk merutekan lalu lintas seperti yang kita inginkan, menggunakan komunikasi non-TCP/IP. Elemen ini adalah bagian besar dari arsitektur yang disarankan untuk NB-IoT.
Perlu saran jujur tentang proyek IoT Anda?
Bicaralah dengan kami. Kami memiliki keahlian dan teknologi untuk membantu mewujudkan perangkat Anda, baik Anda menggunakan NB-IoT, LTE-M, atau mempertimbangkan beberapa opsi LPWA lainnya. Jika Anda siap untuk menerapkan sekarang, tanyakan kepada kami tentang platform perangkat keras pra-sertifikasi LTE Cat-M1 kami, yang dapat mempercepat waktu perangkat Anda ke pasar. Kami juga akan segera menyediakan platform NB-IoT berdasarkan desain perangkat keras yang sama yang dapat mempermudah desain dan pembuatan perangkat NB-IoT Anda.
Meluncurkan perangkat IoT Anda lebih rumit daripada sekadar membeli chip, tetapi tidak ada alasan untuk terhenti karena detail. Beri tahu kami tentang proyek Anda dan kami akan membantu Anda merancang solusi yang berhasil.
