NarrowBand Internet of Things, NB-IoT - беспроводная технология семейства LPWAN для Интернета вещей, реализуемая на базе инфраструктуры сотовых сетей и стандартизированная консорциумом 3GPP релизом 13: LTE-Advanced Pro.

В создании релиза участвовали производители оборудования для сотовых операторов: Huawei, Ericsson, Qualcomm и Vodafone. Каждый из них преследовал свои интересы и предлагал выгодные для себя технические решения.

Благодаря широкому распространению и удачному названию, под NB-IoT зачастую подразумевают три разные технологии, принятые релизом 13 3GPP:

EC-GSM (EC-GSM-IoT)

Extended Coverage – GSM – Internet of Things (EC-GSM-IoT) технология основана на стандарте eGPRS. Изменения, внесенные в eGPRS, позволяют использовать большинство установленных базовых станций для общения с EC-GSM-IoT устройствами без замены или модернизации аппаратного обеспечения. Вместе с тем, заявлено, что для работы EC-GSM-IoT потребуется обновление ПО существующего оборудования.

LTE Cat-M1

LTE Cat-M1 - дополнение стандарта LTE с более высокими параметрами энергоэффективности. Заявляется, что конечные устройства LTE Cat-M1 смогут работать в LTE-сети без модернизации базовых станций.

NB-IoT

Суть NarrowBand Internet of Things (NB-IoT) заключается в использовании чипов, способных работать в сотовых сетях, но имеющих сравнительно простую логику.

Вместо выработки компромиссного решения, 3GPP включила в релиз три конкурирующих между собой технологии, выбор которой отдан на откуп производителям чипов или сотовым операторам.

Российские операторы используют оборудование, поддерживающее три технологии релиза 13 3GPP, но преобладает оборудование от Qualcomm - с ним работают сотовые операторы «Мегафон» и «ВымпелКом».

В 2016 году о стратегии развития NB-IoT- решений на своем оборудовании заявила компания Мегафон.

Технология NB-IoT

Бизнес-модель сотовых операторов, работающих на технологии NB-IoT заключается в развитии рынка конечных IoT-устройств и предоставлении коммерческих услуг по передаче данных для решений Интернета вещей.

Так, компания «Мегафон» предлагает 3 модели партнерства операторов и поставщиков IoT-устройств:

• Продажа вертикального решения клиенту напрямую.
• Продажа IoT-сервисов клиентам совместно с партнером или через него.
• Продажа услуги связи партнеру без взаимодействия с клиентом.

NB-IoT выполняет роль «транспорта» - доставки данных от устройства до БС. Технология создавалась как надстройка для работы на уже существующей инфраструктуре.

В России для вещания NB-IoT могут использоваться только лицензируемые частоты в диапазоне: 890-915 МГц и 935-960 МГц при мощности передатчика до 200 мВт.

Использование выделенного спектра обеспечивает стабильность связи и защищает сеть от помех «чужих» сетей. Миллиардные затраты на покупку лицензированных частот покрываются доходами от бизнеса сотовых операторов.

В декабре 2018 года ГКРЧ планирует разрешить «большой четверке» сотовых операторов использование частот в режиме NB-IoT.

В случае положительного решения ГКРЧ операторы смогут использовать под NB-IoT старые GSM-сети и сэкономить на покупке новых частот. Для вещания в GSM-сетях, вероятно, потребуется модернизация GSM-базовых станций (БС), что выльется в необходимость дополнительных инвестиций.

Ширина NB-IoT радиоканала равна ширине ресурс-блока LTE – 180 кГц. Это относительно высокое значение по сравнению с узкополосными LPWAN-технологиями.

Такой канал позволяет использовать NB-IoT для приложений со скоростью от 20 000 до 250 000 бит/сек.
Сравнительно высокие скорости на практике выглядят избыточными для многих IoT приложений, в частности, для одного из наиболее массовых рынков - диспетчеризации приборов учета в ЖКХ.

Высокая, относительно узкополосных LPWAN-протоколов, скорость отрицательно сказывается на других характеристиках: дальности связи, масштабируемости решений, проникающей способности.

Технология XNB от «СТРИЖ»

Коммерческая деятельность «СТРИЖ» сегодня основана на:

• продаже готовых IoT-решений как мелким и средним, так и крупным индустриальным клиента напрямую;
• продаже готовых IoT-решения через региональных дилеров и партнеров;
• комплексной продаже устройств и услуг LPWAN-связи для интегратора, внедряющего собственные IoT-решения.

Логотип протокола XNB

«СТРИЖ» разработал полный стек технологии для Интернета вещей: радиопротокол, конечные устройства, базовые станции и серверное ПО.

В основе стека технологии «СТРИЖ» лежит узкополосный, энергоэффективный и оптимизированный для межмашинного (M2M) обмена данными на больших расстояниях протокол XNB (Extended Narrow Band). XNB изначально разработан для передачи радиосигнала в спектре 868,8 МГц (не требует лицензирования) при мощности передачи до 25 мВт. При этом, XNB может работать и на лицензируемых субгигагерцовых частотах, при наличии таковых.

Из-за того, что базовые станции и конечные устройства СТРИЖ «общаются» в нелицензированном диапазоне, где в эфир выходят сотни устройств из других сетей, необходима защита от помех и коллизий - наложений сигналов.

Для их устранения «СТРИЖ» использует сверхузкополосный сигнал и специальные алгоритмы приема-передачи:

• планирование сеансов связи: алгоритм приема-передачи, зашитый в самом устройстве и базовой станции;
• использование помехоустойчивого кодирования радиосигнала;
• математические методы и CRC-проверки, позволяющие существенно повысить вероятность корректной доставки.

Сигнал, передаваемый устройством в полосе 100 Гц, и высокая энергетика на каждый бит передаваемой информации, вкупе с высокими показателями чувствительности приемника, обеспечивают превосходный бюджет канала связи в 174 дБм и высокую помехоустойчивость.

Скорость обмена данными в сети «СТРИЖ» составляет от 100 до 9600 бит/сек. Так как протокол XNB изначально разрабатывался для снятия и передачи небольшого объема данных с приборов учета и датчиков, указанной скорости более чем достаточно для реализации целевых задач. Масштабные проекты, реализуемые «СТРИЖ», требуют высокой автономности конечных устройств, большой дальности приемо-передачи, масштабируемости и относительно низкой стоимости внедрения.

Базовые станции

NB-IoT

Ключевые характеристики базовых станций: чувствительность, дальность связи и емкость.

Предполагаемая дальность связи NB-IoT станции - до 15 километров в сельской местности. Однако, судя по показателю бюджета связи - 164 дБ и низкой чувствительности приемника: -127 дБм, вряд ли базовая станция сможет в городских условиях «услышать» «умные» устройства на расстоянии дальше, чем 2-3 километра.

В городах, по оценкам операторов, ограничивающим фактором станет не дальность, а емкость сети (способность принять и обработать сигналы от устройств-абонентов). Для его нивелирования предполагается довести плотность сети в городе до 1 базовой станции на квадратный километр, на которые приходятся всего несколько тысяч датчиков (до 4000 согласно расчетам специалистов).

Эта задача будет решаться либо за счет использования GSM-сети (в случае положительного решения ГКРЧ), либо затратами на новые БС с поддержкой NB-IoT.

Вероятно, перед операторами встанет задача модернизации некоторой части оборудования: базовые GSM-станции, выпущенные ранее 2015 года, не поддерживают стандарт NB-IoT и нуждаются в аппаратном «апгрейде». GSM-оборудование, выпущенное после 2015 года, обновляются программно.

Модернизация инфраструктуры для сетей NB-IoT будет находиться в значительной зависимости от коммерческих перспектив конкретных территорий.

Малая дальность связи будет ограничивающим фактором проникновения покрытия традиционных сотовых сетей в малонаселенных районах: селах, автомагистралях, полях.

С учетом вышеописанных факторов, перспективы распространения NB-IoT за пределами крупных городов представляются ограниченными.

XNB от «СТРИЖ»

Благодаря тому, что базовая станция «СТРИЖ» способна одновременно обрабатывать до 5 000 каналов в нелицензируемом 500 кГц диапазоне, ее емкость составляет до 1 000 000 устройств в сутки. Подтвержденный радиус действия БС - до 10 километров в условиях городской застройки и до 50 километров на открытой местности.

Базовую станцию «СТРИЖ» отличает высокий бюджет канала связи в 174 дБм. Преимущество в 10 дБ по сравнению с бюджетом NB-IoT дает трехкратное увеличение дистанции связи или дополнительные 2 бетонные стены в доме.

Улучшения, вносимые в протокол XNB, не влияют на аппаратную часть станций и вносятся на программном уровне. Обновление ПО происходит централизованно с сервера и занимает не больше минуты.

Вывод

Вследствие более низкой чувствительности, а также «фиксированного», стационарного расположения сотовых вышек, NB-IoT-станция может «слышать» не все сигналы, из-за чего появляются «слепые зоны» покрытия, особенно в труднодоступных местах. «Умные» счетчики не поставишь в подвал или железный шкаф, что критично для организации масштабных решений учета ресурсов в ЖКХ.

На практике это означает, что БС сотового оператора не примет показания от 20 из 100 установленных на первых этажах дома приборов учета. Эффективность и целесообразность такого решения с точки зрения пользователя снижается до нуля. При этом, телеком-оператор не будет ставить дополнительную дорогостоящую NB-IoT станцию для устранения относительно небольшого «белого пятна» на карте покрытия.

Такой подход не окупит затрат на приобретение новой БС, процедуру согласования оборудования и монтажа.

Стоимость развертывания сети для Интернета вещей

В России с 2014 года частоты для оказания услуг мобильной связи распределяются на аукционах.

Базовые станции «СТРИЖ» не требует лицензирования и согласований на установку. Будь то предприятие со 120 датчиками температуры в отдаленном районе или застройщик с 5 000 «умными» счетчиками

Проект федерального покрытия телематической сетью «СТРИЖ» для Интернета вещей на транспорте может быть реализован с помощью мобильных БС, встраиваемых в транспортные средства, и развертывания сети стационарных базовых станций - их небольшая стоимость позволяет это сделать.

Проект федерального покрытия телематической сетью «СТРИЖ» для Интернета вещей на транспорте может быть реализован с помощью мобильных БС, встраиваемых в транспортные средства, и развертывания сети стационарных базовых станций - их небольшая стоимость позволяет это сделать.

Затраты на обслуживание базовой станции «СТРИЖ» составляют около 400 рублей в месяц: оплата интернет-трафика и 11 киловатт-часов электроэнергии - столько потребляет одна люминесцентная лампочка.

Вывод

Высокая стоимость оборудования, его обслуживания и неподъемная для малого и среднего бизнеса цена лицензирования радиочастот будут и дальше сдерживать развитие NB-IoT технологии.

Развертывание сети на неосвоенной операторами территории: в сельской местности, дорогах повлечет затраты на инфраструктуру, подведение коммуникаций и различные согласования (капитальное строительство сотовых вышек). Удаленные районы, очевидно, не могут быть охвачены операторами NB-IoT-сетей, как минимум, ближайшие 7 лет. Разворачивать сотовые сети с поддержкой NB-IoT технологии смогут только крупные сотовые операторы, и там, где это может быть экономически оправдано: в крупных городах с уверенным покрытием и развитой новой инфраструктурой сотовых сетей.

Развернуть IoT-сеть на технологии «СТРИЖ» может профильный предприниматель или организация: компания, управляющая жилым кварталом, фермерское хозяйство, или ресурсоснабжающая организация.

Низкая стоимость, малые габариты и невысокие требования к обслуживанию базовых станции «СТРИЖ» позволяют масштабно разворачивать IoT-сети на больших территориях, в том числе и вдоль автомобильных и железных дорог для транспортных приложений. Такой сценарий предусмотрен «Дорожной картой» программы «Цифровая экономика России», а также рядом индустриальных программ, связанных с повышением эффективности управления инфраструктурой и безопасностью на транспорте.

Конечные устройства

Сегодня в России решения на технологии NB-IoT начинает предлагать компания «Мегафон» и Teleofis.

По состоянию на 1 декабря 2017 года в открытой продаже NB-IoT устройств от «Мегафон» нет. На сайте компании Teleofis представлены не готовые «умные» приборы, а устройства сбора и передачи данных (УСПД) с поддержкой NB-IoT. Датчик или счетчик необходимо подключать к УСПД по проводам через внешние интерфейсы.

Счетчики воды СВК 15-3-2 с радиомодемом «СТРИЖ»

Опыт эксплуатации доказывает, что проводные соединения усложняют процесс монтажа и снижают надежность решения: выйдет из строя геркон дешевого счетчика, отойдет контакт, его перепутает электрик или намеренно оборвут жильцы.

Teleofis планирует продавать УСПД в 2018 году. Перед внедрением необходимо проверить: поддерживает ли сотовый оператор на объекте клиента технологию NB-IoT.

«СТРИЖ» продаёт устройства, готовые к использованию: «из коробки». Счетчики и датчики со встроенными XNB-радиомодулями не отличаются по установке и пуско-наладке от стандартных традиционных устройств без связи.

Подключения УСПД и вызова специалистов-наладчиков не требуется - установка «умного» счетчика или датчика «СТРИЖ» дело 3-5 минут.

Вывод

• Для того, чтобы стать действительно массовым, решение должно быть максимально простым, готовым и беспроводным.
• Пока имеющиеся на рынке NB-IoT устройства выполнены в виде модемов-«полуфабрикатов» и не представляются надежными решениями.
• «СТРИЖ» поставляет готовые беспроводные устройства, работающие в любой XNB-сети прямо «из коробки».
• Для установки приборов учета «СТРИЖ» достаточно штатного сантехника или электрика управляющей организации.

Стоимость конечных устройств

УСПД RTU102m-NB1 от Teleofis

Цена NB-IoT радиомодуля (непосредственно чип плюс обвязка) начинается от 900 рублей, на крупно-оптовых партиях, вероятно, цена может быть снижена.

Цена УСПД RTU102m-NB1 с поддержкой NB-IoT - 4 900 рублей. К этой цифре необходимо добавить затраты на интеграцию с счетчиком и стоимость собственно водомера с импульсным выходом. Итоговая стоимость решения - около 6 000 рублей за 1 узел учета воды.

Розничная цена счетчика воды с XNB-радиомодемом «СТРИЖ» - 2 030 рублей. Продажа первых решений «СТРИЖ» по дистанционному учету коммунальных ресурсов началась в 2014 году. Спустя 3 года было реализовано и установлено почти 200 000 устройств.

Вывод

Рынок «умной» автоматизации чувствителен к стоимости и удорожанию конечных устройств: увеличение себестоимости датчика даже на 50 рублей, выпущенного миллионной серией, повлечет соответствующие расходы. В особенности, это критично для решений, связанных с ЖКХ.

К концу 2017 года готовых устройств с поддержкой NB-IoT в продаже нет. УСПД дороги из-за высокой стоимости «железа» и отсутствия отлаженного крупносерийного производства.
Появление устройств NB-IoT, сопоставимых по цене с устройствами других производителей, ожидается не ранее 2019-2020 года.

Массовое производство чипов, на базе которых создан радиомодуль «СТРИЖ», положительно сказалось на стоимости: они в 3-4 раза дешевле чипов для NB-IoT.

Разница в стоимости комплектующих отражается и на стоимости готовых устройств. Невысокая цена радиомодуля «СТРИЖ» обеспечивает низкую себестоимость IoT-решений, включающих десятки тысячи автономных приборов.

Идеальный сценарий использования «СТРИЖ» - стационарные и мобильные приложения на территориях или объектах, где требуется развертывание низкоскоростных телематических сетей с высокими требованиями к проникающей способности сигнала и автономности конечных устройств.

Ведется разработка собственного LPWAN-чипа «СТРИЖ», совмещающего в себе трансивер и микроконтроллер. Создание собственного чипа упростит и максимально удешевит производство устройств «СТРИЖ».

Автономность

Диапазон скоростей передачи сигнала в сетях NB-IoT варьируется от 20 000 до 250 000 бит/сек. Мощность радиосигнала NB-IoT-устройств - 23 дБм или 200 мВт. При этом, производители заявляют о 10-летней автономности приборов. По оценкам экспертов, для обеспечения 10-летнего срока жизни прибора, с учетом температурных колебаний, потребуется батарея емкостью от 7 до 15 Втч.

Энергоэффективный протокол XNB от «СТРИЖ» отправляет сообщения со скоростью 100 бит в секунду в полосе 100 Гц. Небольшая скорость и узкополосный сигнал обеспечивают хороший бюджет связи.

Устройства «СТРИЖ» передают радиосигнал мощностью до 25 мВт. Это в 8 раз ниже мощности, излучаемой NB-IoT-радиомодемом.

Средние показатели потребления питания при этом: до 10 мкА - в режиме «сна» и до 50 мА - в режиме передачи (оценка по верхней планке).

Вывод

При сравнении технологий NB-IoT и XNB с точки зрения автономности конечных устройств последняя выглядит гораздо предпочтительнее.

Высокая скорость передачи снижает срок службы батареи конечных устройств - чем выше скорость, тем больше энергии расходует NB-IoT-радиомодуль.

На 1 декабря 2017 года с начала испытаний NB-IoT-решений прошло менее 11 месяцев, и о реальном сроке службы батареи в NB-IoT-устройствах говорить рано.

Подтвержденный автономный срок работы XNB-счетчиков «СТРИЖ» на 1 декабря 2017-го составляет 4 года. Столько времени уже проработали первые «умные» устройства в жилых кварталах Москвы и Перми.

XNB-протокол оптимален для прикладных задач съема телеметрии, требующих длительной автономной работы. Например, счетчиков ресурсов или иных датчиков, установленных в труднодоступных местах: подвалах, стояках многоквартирных домов и подземных парковках.

Развитие технологий в России

Прототипы NB-IoT-устройств от «Мегафон»

Сетевое оборудование, поддерживающее NB-IoT, производится за пределами России компанией Qualcomm и рядом других крупных иностранных вендоров.

Так, сотовые сети «Мегафон»: базовые станции, программное обеспечение и система управления БС, как минимум, наполовину построены на оборудовании китайского вендора.

Технология «СТРИЖ», включая оборудование и программное обеспечение, - полностью отечественные: базовые станции собираются в Москве, конечные устройства производятся на собственных мощностях, а также на заводах российских партнеров.

Серверы компании расположены на территории России. Ведется работа по внедрению в систему шифрования согласно ГОСТ.

С 2014 года «СТРИЖ» создает и применяет российские информационные технологии и обеспечивает их конкурентоспособность на международном уровне.

Разрабатываемые и внедряемые «СТРИЖ» решения для Интернета вещей в полной мере соответствует основным положениям «Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы», утвержденной Президентом.

Вывод

Строить сетевую инфраструктуру на иностранном оборудовании и ПО небезопасно как по техническим, так и политическим соображениям. А так как операторы имеют обыкновение закладывать часть стоимости оборудования в последующее его обслуживание, сотовые IoT-сети могут существенно подорожать в ближайшие 3 года.

«СТРИЖ» последовательно выполняет программу Стратегии, заменяя импортное оборудование, программное обеспечение и электронную компонентную базу на российские аналоги, не уступающие, а во многом и превосходящие иностранные разработки.

Абонентская плата за использование сети

В сотовых сетях абонентская плата регулируется оператором. В России уже есть прецеденты, когда с ростом трафика увеличивались и тарифы. Для ЖКХ абонентская плата в размере 50 рублей с 1 устройства является существенной статьей дополнительных расходов, влияющей на окупаемость.

Сеть «СТРИЖ» разворачивается на недорогих базовых станциях. Клиент становится «хозяином» собственной сети. Стоимость решения «СТРИЖ» оптимизируется за счет нелицензируемого диапазона вещания и недорогого оборудования.

В рамках текущей коммерческой политики, ориентированной на сектор ЖКХ, абонентская плата с мелких и средних клиентов не взимается.

При построении сети федерального уровня, бизнес-модель, вероятно, будет предусматривать абонентскую плату или ее аналог.

Вывод

Абонентская плата за M2M-трафик и вероятность ее увеличения сдерживают крупный бизнес и организации, которые не могут зависеть от сотовых операторов: госкомпании, оборонный сектор, застройщики с тысячами приборов учета коммунальных ресурсов.

Возможность развертывания собственных сетей без абонплаты позволит и крупным компаниям, и небольшим организациям реализовывать проекты на платформе «СТРИЖ. В случае введения абонплаты при развертывании федеральной сети «СТРИЖ», ее размер будет на порядок меньше по сравнению с тарифами сотовых операторов.

Резюме

На 1 декабря 2017 в России известно о 4 пилотных NB-IoT-сетях. Все они развернуты вторым по величине российским сотовым оператором компанией «Мегафон» и все - в тестовом режиме.

Первых коммерческих внедрений стоит ожидать лишь ко второй половине 2018-го. А подготовка к производству и сертификация готовых «умных» устройств наиболее вероятно сдвинет сроки внедрений на 2019-2020 год.

До полноценного запуска NB-IoT в отдельных регионах потребуется еще 2-3 года. Развертывание сетей начнется с наиболее рентабельных решений с наибольшей плотностью абонентов - крупных городах.

Преимущества и особенности NB-IoT

Преимущества

• Наличие инфраструктуры в крупных городах: пользователь не «заморачивается» на развертывании станций.
• Высокие скорости передачи информации: можно использовать для приложений с уровнем трафика от 20 000 до 250 000 бит/сек.
• Низкая задержка передачи сигнала (latency) до 1 сек от момента срабатывания до оповещения в личном кабинете. На загруженных сетях задержки могут достигать 3 секунд.

Идеальный сценарий использования NB-IoT - стационарные и мобильные приложения в городской черте с высокими требованиями к пропускной способности канала и сравнительно терпимыми к проникающей способности и автономности.

Особенности

• абонентская плата за трафик;
• риск одностороннего изменения условий сотрудничества: увеличение абонплаты;
• полная зависимость от оператора и его инфраструктуры;
• отсутствие готовых конечных устройств: связка модем-счетчик ненадежна;
• невозможность развернуть частную сеть;
• наличие SIM-карт в объемах от 100 устройств вызывает путаницу на стороне клиента;
• относительно невысокая автономность: придется менять батарею или обеспечивать постоянное питание;
• дорогая инфраструктура и лицензии на частоты при развертывания новой сети в малонаселенной местности, за которую платит пользователь в виде абонплаты;
• стоимость модемов и точки учета выше среднего по отрасли;
• ниже показатель чувствительности и, как следствие, хуже проникающая способность сигнала;
• наличие теневых пятен в покрытии;
• длительный TTM (time to market) решений: заявленные решения придется ждать от 1 года и более;
• иностранная технология от зарубежных вендоров (информационная безопасность).

Перечисленные особенности приводят к тому, что NB-IoT безусловно получит определенное применение в городах с населением более 100-300 000 человек. В городах с меньшим населением, по запросу крупных клиентов возможно построить NB-IoT-сеть за 6-9 месяцев. Покрытие автомобильных и железных дорог, вероятно, не будет в приоритете.

Наиболее привлекательные приложения для NB-IoT:

• ритейл и банки: вендинговые аппараты, кассовые аппараты, банкоматы;
• медицина: носимые устройства, удаленный мониторинг;
• системы безопасности: сигнализация, контроль оборудования;
• потребительская электроника.

Преимущества и особенности технологии «СТРИЖ»

Преимущества

• Дешевые базовые станции: от 86 650 руб., которые разворачиваются в любом месте за 2 часа.
• Низкая стоимость владения сетью (питание, транзитный канал) - от 400 руб. на станцию в мес.
• Широкий территориальный охват: до 10 км в городе, 40 км. на открытой местности.
• Белые пятна легко «закрываются» недорогими базовыми мини-станциями.
• Высокая плотность устройств: до 1 000 000 устройств на 1 станцию в сутки.
• Эффективное покрытие малонаселенных территорий, автомобильных и железных дорог мобильными или стационарными БС.
• Высокая проникающая способность делает возможным опрос устройств из подвалов, стояков, шкафов, что критично для учета ресурсов в ЖКХ.
• Высокая автономность устройств: до 10 лет от встроенной батареи.
• Возможность развертывания частных и закрытых сетей без абонплаты.
• Не требует лицензирования, свободно используется в любой точке РФ.
• Отсутствие расходов на лицензию не перекладывается на абонента
• Готовые интегрированные plug-and-play устройства и законченные решения.
• Стоимость чипов ниже - стоимость устройств ниже.
• Вертикальная платформа LPWAN-связи: от протокола до пользовательского приложения.
• Быстрый вывод решений на рынок: 3 недели на прототип, 2 месяца на готовый продукт.
• 100% отечественная технология: импортоопережение, безопасность, экспортный потенциал.

Идеальный сценарий использования «СТРИЖ» - быстрое и недорогое развертывание частных или публичных сетей с большой плотностью стационарных или мобильных устройств на любой территории, независимо от коммерческих интересов традиционных сотовых операторов.

Особенности

• Скорость передачи: 100/1000/9600 бит/сек, подходит для приложений с низкими требованиями к пропускной способности канала связи: телеметрия счетчиков и датчиков.
• Более высокая задержка (latency): до 3-5 сек от момента срабатывания до отображения данных в личном кабинете.
• Нелицензируемый диапазон - выше вероятность помех - эффективно нивелируется за счет узкополосного подхода и высокого бюджета канала связи (link budget) 174 дБм.

«СТРИЖ» идеален для использования в следующих отраслях:

• ЖКХ и электроэнергетика: диспетчеризация и учет ресурсов.
• Транспортная телематика: мониторинг грузов, вывоз отходов, «цифровая железная дорога».
• Контроль зданий и объектов: датчики дыма, доступа, температуры, протечки.
• Аграрный сектор: мониторинг на обширных территориях сельскохозяйственных полей, складов, теплиц.
• Необходимость разворачивать сеть там, где нет покрытия, для «СТРИЖ» не является барьером, так как инфраструктура доступна даже для небольшого заказчика.

Из этой брошюры Вы узнаете:

• что такое NB-IoT;
• детальное сравнение XNB и NB-IoT;
• различия уровней оборудования: базовые станции, конечные устройства;
• сколько стоит развернуть сеть на XNB и NB-IoT;
• перспективы развития технологий в России.

Скачайте материал

Заполните форму ниже, и мы отправим Вам материал на почту.

Характеристики	XNB от «СТРИЖ»	NB-IoT от 3GPP
Происхождение технологии	Российская	Зарубежная
Функциональность	Возможно построение частных / локальных и публичных сетей	Только сети операторов сотовой связи
Частотный диапазон	868,8 МГц (не требует лицензирования) полоса 500 кГц. (Возможна реализация на иных субгигагерцовых частотах)	Лицензируемый: uplink 890-915 МГц, downlink 935-960 МГц
Ширина полосы канала	100 Гц	180 кГц
Бюджет канала связи	174 дБм	164 дБ
Диапазон скоростей	100 / 1000 / 9600 бит/сек	20 000 бит/сек – 250 000 бит/сек (канальная скорость, информационная м.б. ниже)
Чувствительность приемника БС	Высокая, -150 дБм (для 100 бит/сек)	Низкая, - 127 дБм (для 20 000 бит/сек)
Дальность связи в городе	До 10 км и более

Класс беспроводных телематических устройств, передающих данные по радиоканалу; основной принцип - цифровая передача данных на сверхузкой частотной полосе на низких скоростях. Особенность технологии - большая дальность передачи сигнала от конечного устройства до принимающей станции (до 10 км в городской черте и до 40 км на открытой местности); длительный срок работы конечных устройств (более 10 лет без внешнего питания); экономичность и простота внедрения решений; отличная масштабируемость за счет практически неограниченного количества подключаемых датчиков. Технология рассчитана на сбор информации с устройств интернета вещей и осуществления межмашинных коммуникаций (m2m). В Европе LPWAN работает на частотах 169 МГц, 433 МГц, и 868 МГц.

О стандарте NB-IoT

Выход на рынок первых устройств с поддержкой технологий NB-IoT ожидается в конце 2016 - начале 2017 года. Технология NB-IoT работает в сетях LTE и будет актуальна при дальнейшем переходе на стандарты пятого поколения .

История

История LPWAN началось задолго до того, как французская Sigfox в 2009 году запустила в не лицензируемом диапазоне частот одноименную беспроводную сеть. Целью компании было подключение к сети объектов, которым для работы не требуется много энергии. Первыми были подключены счетчики, стиральные машины и т.д.

И все же первыми устройствами, которые начали работу в предшественниках современных LPWA-сетей, стали системы сигнализации. Так, в 1980-1990 гг. стали появляться аналогичные с LPWAN топологии и сетевые архитектуры. К примеру, компания AlarmNet, «дочка» ADEMCO, подключала с беспроводной сети пожарные извещатели и проводила мониторинг их работы. Сеть функционировала на частоте 928 МГц в и охватывала 65% населения. В последствии Honeywell приобрела AlarmNet.

Еще один поставщик – ARDIS, основавший в 1980-х гг. беспроводную сеть с широкой зоной покрытия, принадлежал компании Motorola. К этой низкоскоростной сети подключали оборудование для автоматизации продаж и онлайн-транзакций. Впоследствии American Mobile приобрела ARDIS, и обслуживание клиентов новый собственник перевел в более современные сети.

С постепенным развитием технологий компании-поставщики решений для мониторинга перешли на сети 2G. Это случилось в конце 1990-х. По меркам того времени сети 2G имели повсеместное покрытие .

Сети LPWAN

Два основных варианта реализации LPWAN сети:

• Лицензионный диапазон частот (повышенная мощность, относительно высокая скорость, нет помех)
• Безлицензионный диапазон частот (низкая мощность, низкая скорость, ограничение рабочего цикла передатчика, возможны помехи от других игроков)

Три основные технологиями построения LPWAN сетей:

• NB-IoT – эволюция сотовой связи;
• SigFox в мире и Стриж , ВАВИОТ в России – UNB безлицензионный LPWAN;
• LoRa – широкополосный безлицензионный LPWAN.

NB-IoT скорее всего захватит большую часть высокодоходного рынка, но безлицензионные технологии имеют все шансы захватить более низкодоходный рынок с миллиардами подключенных простых и дешевых устройств.

NB-IoT

Наиболее известный протокол LoRa – LoRaWAN – это аппаратный протокол управления связью между LPWAN шлюзами и конечными узлами устройств. Сеть LoRaWAN (Long Range wide-area networks, глобальная сеть большого радиуса действия) развертывается в частотном спектре, не требующем лицензирования.

Устройства в сети LoRaWAN асинхронно передают данные для отправки на шлюз. Затем несколько шлюзов, получившие эту информацию, отправляют пакеты данных на централизованный сервер сети, а от него – на серверы приложений.

Поддержку протоколу на глобальном уровне оказывает LoRa Alliance . Альянс объединяет более 500 компаний - разработчиков аппаратного и программного обеспечения и операторов LoRaWAN.

Услуги связи LoRaWAN оказывают 42 оператора более чем в 250 городах мира. Такую популярность этого стандарта специалисты объясняют низким уровнем энергопотребления (порядка 10 лет от одной батареи), большой территорией покрытия и невысокой стоимостью датчиков (до $10).

LoRaWAN и «Стриж»: сравнение

1. Протокол связи

Одним из главных отличий этих сетей является протокол связи. LoRa использует LoRaWAN - MAC протокол канального уровня (OSI media layer 2) для сетей с множеством узлов с большим радиусом действия и низким энергопотреблением.

Сеть «Стриж» использует собственный протокол Marcato 2.0. Этот протокол является закрытым. Протокол обеспечивает шифрование XTEA с использованием 256 битного ключа.

2. Степень пропиетарности

«Стриж» использует для работы закрытый протокол Marcato 2.0. В итоге для работы в этой сети необходимы шлюзы и конечные устройства производства «Стрижа». Такая абсолютная степень пропиетарности может негативно сказаться на как на стоимости устройств, так и на их ассортименте.

Для LoRaWAN характерна низкая степень пропиетарности. Патент на LoRa-чипы принадлежит Semtech. Однако обладатель патентов не против того, чтобы оборудование выпускало несколько компаний. К тому же конечные устройства производит несколько десятков сторонних производителей. В итоге пользователю доступно множество бюджетных и эффективных вариантов для построения IoT-решений на базе LoRa.

3. Модуляция

LoRa использует метод модуляции с расширением спектра и вариацией линейной частотной модуляции, а «Стриж» – сверхузкополосный метод с дифференциальной двоичной фазовой манипуляцией DBPSK.

Применение широкополосной кодовой манипуляции LoRaWAN приводит к снижению эффективности использования частотного спектра. В результате количество устройств для работы в определенном частотном диапазоне значительно ниже, чем у «Стрижа». В полосе LoRa в 125 кГц, необходимой для кодирования одного канала, можно использовать до 1250 устройств «Стриж».

4. Ширина полосы сигнала

Ширина полосы сигнала, рекомендуемая для стандартной сети LoRaWAN, составляет 125 кГц. У «Стрижа» ширина полосы сигнала составляет 100 Гц. У стандартной сети LoRaWAN – восемь широких каналов по 125 килогерц, а у «Стрижа» 5 тыс. узких по 100 герц каждый. Узкий канал имеет несколько особенностей. Например, он требует стабильности частоты кварцевых резонаторов, задающих рабочую частоту абонентского устройства. В противном случае необходимо использование дорогих термокомпенсированных генераторов, у которых погрешность по частоте на порядок меньше.

5. Разделение каналов

FDMA (Frequency Division Multiple Access) – это множественный доступ с частотным разделением. Общий ресурс делится на несколько устройств. Такое деление может быть равным или неравным. FDMA, как правило, используется в связке с методами множественного доступа TDMA и CDMA.

Принцип работы TDMA состоит в том, что на определенной частоте базовая станция какой-то промежуток времени работает на одного абонента, какую-то на другого и т.д. Перерывы настолько коротки, что для работы устройств они остаются незамеченными.

Принцип работы практически цифрового стандарта CDMA означает, что все ячейки работают на одном и том же канале. В итоге частотный ресурс расходуется наиболее полно. Предусмотрена возможность плавного перехода устройства от обслуживания от одной базовой станции к другой.

LoRaWAN использует CDMA и TDMA, тогда как «Стриж» - FDMA и TDMA.

6. Радиорелейные и ячеистые сети

Преимущество LoRaWAN заключается в использовании ячеистых (многоточечных) сетей. Устройства могут работать как радиорелейная станция и передавать сигнал до ближайшей точки доступа. Поэтому у провайдеров нет необходимости устанавливать дополнительные точки доступа с проводкой к ним. Альтернативный путь – использование миниатюрных радиорелейных станций WLAN, которые обеспечивают связь с имеющейся инфраструктурой точек доступа. «Стриж» такими характеристиками похвастаться не может.

7. Классы обслуживаемых устройств

LoRaWAN может обслуживать устройства класса A, B, C, тогда как «Стриж» - только устройства класса А. Классы отличаются по расписанию передачи данных в эфир. Например, оборудование класса А передает информацию, а затем короткий промежуток времени ожидает ответа от базовой станции. Приемник выключается до следующего сеанса связи. Устройства класса B работают по расписанию. Передатчик включается в заданное время. Базовая станция располагает этим расписанием, поэтому способна передавать данные на устройство в соответствии с графиком. Устройства класса C держат приемник включенным постоянно, поэтому базовая станция может в любое время передать информацию.

8. Асинхронная передача данных

Сети «Стриж» и LoRaWAN не являются сотовыми. Это значит, что устройствам не требуется просыпаться для синхронизации данных. Датчики можно запрограммировать на отправку данных по расписанию или по мере накопления информации. Поэтому срок работы аккумуляторов достаточно длительный и может достигать несколько лет.

9. Локальные сети масштаба объекта

Построить эффективную сеть LoRaWAN под силу даже отдельному предприятию в виду меньшей стоимости базовой станции и более широкой экосистеме поставщиков оборудования и программной части. Построение сети «Стриж» на локальном объекте также возможно, но, ввиду абсолютной закрытости протокола, на подбор необходимого оборудования и согласование проекта может уйти больше времени.

10. Количество операторов

Сети LoRaWAN развернуты более сотней операторов в 40 странах и 250 городах мира. Заручившись поддержкой ИТ-гигантов и крупнейших операторов связи, LoRaWAN уже покрыла сигналом более 40 стран мира и 250 городов. В , Австралии, Новой Зеландии, Тайване и Нидерландах LoRaWAN считается стандартом сети Интернета вещей . Сеть «Стриж» представлена единственным оператором, предоставляющим услуги в некоторых странах СНГ.

11. Стоимость базовых станций

инвестиции в строительство не сотовых LPWAN достаточно низкие, чем в мобильные LPWAN. Сети не сотовых LPWAN можно с легкостью развернуть как в городской черте, так и в сельской местности. Стоимость одной базовой станции LoRaWAN оценивается в $1000. Для охвата территории Нидерландов, к примеру, одним из операторов связи было приобретено 12.

12. Помехоустойчивость

Технология «Стриж» более устойчива к помехам. Сигнал LoRaWAN обладает средней степенью устойчивости. Защита от помех в случае с LoRaWAN обеспечивается с помощью кодирования.

При одновременной работе в одном канале устройства могут добиться защиты от помех на уровне 10 – 20 Дб, в «Стриже» этот показатель составляет до 65 дБ защиты от помехи на соседнем канале.

13. Экосистема

Решения «Стриж» развивает сама компания и несколько, преимущественно российских, производителей оборудования. Экосистема LoRa включает более 500 компаний – операторов связи и поставщиков ИТ-решений и оборудования. В LoRa Alliance входят такие ИТ-гиганты, как IBM , Cisco , Orange, NTT, Soft Bank, Bosch, Schneider Electric, Inmarsat, Swisscom. Поддержка этих лидеров уже привела к тому, что LoRaWAN стала крупнейшей популярной LPWAN-технологией в мире. Об этом свидетельствует количество операторов, развернувших эту сеть.

Резюме

LoRaWAN существенно превосходит «Стриж» в степени пропиетарности, разделении каналов, в возможности обслуживания нескольких классов устройств, возможности использования радиорелейных и ячеистых сетей, строительстве локальных сетей на предприятиях, стоимости базовых станций, экосистеме поддержки и количестве запущенных сетей. Это означает, что вариантов построения эффективных промышленных решений на базе LoRaWAN у заказчиков гораздо больше, чем при использовании технологии «Стриж».

LoRaWAN против NB-IoT: сравнение стандартов

1. Простота развертывания

Sigfox

Sigfox – французская компания, в 2009 году запустившая современную сеть LPWA во Франции . Сумма инвестиций в проект тогда составила €100 млн.

Для работы сети используется технология сверхузкополосной беспроводной связи. Сеть базируется на топологии «звезда». Кстати, такая топология характерна для большинства LPWA. Множество устройств по беспроводному соединению передают данные на шлюзы, а шлюзы перенаправляют информацию на сервер. Каждое устройство в сети может передавать до 140 исходящих сообщений в сутки. Объем сообщения не превышает 12 байт. Максимальное количество входящих сообщений – 4, объем каждого – до 8 байт.

Сеть работает в не лицензируемом частотном диапазоне. Ддля оказания услуг связи используется диапазон 868 МГц в Европе и 902 МГц в . Сети Sigfox развернуты более чем в 26 странах мира.

Недостатки:

• Не понятно дальнейшее развитие кейса ЖКХ в связи изменяющимся законодательством.
• Закрытая технология у сторонних разработчиков нет доступа к серверу сети.
• Нет симметричного по дальности обратного канала.
• Риски единственного поставщика и риски повышения абонентской платы

Ingenu

Эта сеть использует протокол RPMA (Random Phase Multiple Access). Технология доступна в 29 странах мира.

GoodWAN

«РТ-Инвест» запустил проект «умного контроля» сбора и вывоза отходов

15 августа 2019 года группа компаний «РТ-Инвест » (создана при участии Госкорпорации Ростех) представила пилотный проект цифровизации сбора и транспортировки коммунальных отходов на базе собственной платформы телематических сервисов. Подробнее .

«Билайн» и «Энергомера» будут совместно продвигать LPWAN в области электроэнергетики

26 июля 2019 года стало известно, что «ВымпелКом » объявил о готовности развивать интернет вещей на российском рынке учета электроэнергии . Компания подписала соглашение о сотрудничестве с отечественным производителем счетчиков электроэнергии с предприятием «Энергомера ». Подробнее .

J’son & Partners Consulting: состояние и перспективы внедрения технологий LPWAN

Как отметили в J’son & Partners Consulting, для обеспечения подключения устройств IoT могут использоваться различные радиотехнологии и стандарты беспроводной связи . Тем не менее, согласно российской классификации, подавляющее большинство беспроводных сетей для IoT возможно классифицировать в рамках 6-ти крупных сегментов.

Значительное число устройств IoT (около 80%) будут подключены через шлюзы на основе локальных и персональных сетей в полосах радиочастот, используемых в упрощенном порядке (рис. 2). При этом сами шлюзы могут быть подключены через существующие сети сотовой подвижной связи или узкополосные беспроводные сети связи IoT.

Несмотря на то, что узкополосные беспроводные сети связи IoT не рассматриваются в качестве самого массового сегмента беспроводных технологий для IoT, данный тип сетей предполагается использовать для подключения устройств IoT во многих отраслях экономики для широкого ряда применений, которые будет затруднительно или невозможно реализовать с использованием других типов беспроводной связи.

Узкополосные беспроводные сети связи IoT соответствуют двум отдельным сегментам в зависимости от использования полос радиочастот в общем или упрощенном порядке.

Узкополосные беспроводные сети связи IoT в полосах радиочастот, используемых в общем порядке (согласно зарубежной классификации - в лицензируемом спектре), представлены несколькими стандартами, среди которых самыми распространенными являются NB-IoT и LTE -M консорциума 3GPP. Фактически эти технологии не являются самостоятельными стандартами, а представляют собой развитие существующих стандартов сотовой подвижной связи, доработанных для удовлетворения потребностей в подключении маломощных устройств, работающих, как правило, от батареи и имеющих ограниченные потребности в пропускной способности.

Существует более десятка различных открытых и закрытых стандартов узкополосных беспроводных сетей связи IoT в полосах радиочастот, используемых в упрощенном порядке (согласно зарубежной классификации - в нелицензируемом спектре).

Таким образом, в мире узкополосные технологии для IoT делятся на две основные категории:

• технологии, использующие нелицензируемый спектр (LoRaWAN , SigFox и др.);
• технологии, использующие лицензируемый спектр (NB-IoT, LTE-M и др.)

Наиболее высокую динамику по количеству запусков в мире показывают сети в лицензируемом спектре (NB-IoT и LTE-M), в которые инвестируют операторы мобильной связи .

По данным J’son & Partners Consulting, к концу 2018 г. эти технологии лидировали по количеству запущенных сетей с долей 39%. В 1 кв. 2019 г. число операторов, которые развернули сети на базе технологий NB-IoT или LTE-M в 52 странах мира, превысило 100. В июне 2016 г. завершена стандартизация NB-IoT в релизе 13 (LTE Advanced Pro).

По данным LoRaAlliance, в конце 2018 г. количество операторов сетей LoRaWAN в мире превысило 100. Сетями Sigfox (в России технология не представлена) покрыто около 50 стран (без учета «карликовых» и островных государств).

К концу 2018 г. в России наибольшее распространение получили сети «Стриж » (технология XNB) и «Вавиот » (технология NB-Fi). Также идет активное строительство сетей LoRaWAN и NB-IoT. В частности, компания «ЭР-Телеком » по итогам 2018 г. построила сети LoRaWAN в 63-х городах, а МТС развернула федеральную сеть NB-IoT в более 200 городах 52 регионов России.

Анализ уровня разработки и стандартизации технологий и протоколов LPWAN в нелицензируемом спектре показал следующее:

• LoRaWAN: планируется оформить эту технологию в международный стандарт. В России разработка основополагающего стандарта для протокола LoRaWAN должна завершиться в 2021 г.
• NXB («Стриж»): закрытый протокол XNB, разработанный компанией «Стриж». Предлагалось использовать его для массового подключения «умных» электросчетчиков , окончательное решение еще не принято.
• NB-Fi (Вавиот): в феврале 2019 г. предварительный национальный стандарт NB-Fi был утвержден Росстандартом . План Национальной технологической инициативы (НТИ) предусматривает до 2025 г. разработку в России еще нескольких IoT-стандартов.
• Sigfox и другие технологии (Weightless P, Ingenu и др.) в России не представлены, планы по их развитию со стороны участников рынка (вендоры, системные интеграторы , операторы, регулятор и др.) отсутствуют (не объявлены).

На июль 2019 года на российском рынке коммерчески доступны как устройства с поддержкой технологий LoRaWAN, NB-Fi и XNB, так и сетевое оборудование (инфраструктура), в том числе от российских поставщиков. В ближайшей перспективе ожидается появление на рынке первых коммерческих устройств с поддержкой технологии NB-IoT.

По прогнозам BergInsight, в 2023 г. на долю технологий в лицензируемом спектре (NB-IoT и LTE-M) придется около 80% всех поставок устройств LPWA в мире - почти 1 млрд штук.

В России на июль 2019 года регулятор отдает предпочтение технологиям в лицензируемом спектре, в то время как технологиям для безлицензионного использования отводится роль нишевых, которые преимущественно ориентированы на сбор телеметрии с некритических объектов. При этом существуют риски монополизации отдельных сегментов IoT(транспортная инфраструктура , «умные» счетчики и т.д.) за счет использования закрытых протоколов и предоставления преференций отдельным участникам рынка.

Стандарты LPWAN будут использоваться, в первую очередь, в ЖКХ , «умных» городах , в логистике , на транспорте и в сельском хозяйстве . В целом российский рынок будет развиваться в соответствии с общемировыми трендами, с задержкой на 1-3 года от развитых стран.

В цепочке создания добавленной стоимости снижается роль «чистых» поставщиков услуг связи для M2M /IoT и возрастает роль поставщиков сервисов на базе облачных IoT-платформ, услуг системной интеграции и техподдержки систем M2M/IoT.

"ВымпелКом" активировал в Москве сеть NB-IoT для сервисов и устройств интернета вещей

2 июля 2019 года стало известно, что ПАО "ВымпелКом " (бренд "Билайн ") активировало в Москве сеть для сервисов и устройств интернета вещей (IoT) в стандарте LTE на основе технологии NB-IoT . Она сможет поддерживать десятки миллионов умных устройств. Подробнее .

ГКРЧ приняло компромиссное решение по судьбе стандарта LPWAN

Первоначальный вариант решения комиссии по данному вопросу вызвал немало споров. Сейчас устройства LPWAN работают в безлицензируемых участках диапазона 800 МГц: 864 - 865 МГц, 866 - 868 МГц и 868,7 - 869,2 МГц.

В предпоследнем в 2018 г. заседании ГКРЧ хотела обязать для запуска базовых станций стандарта LPWAN получать разрешения на использование радиочастот. Кроме того, планировалось обязать использовать в данных сетях только отечественное оборудование.

Глава Ассоциации участников рынка интернета вещей Андрей Колесников обращался с письмом к министру связи, председателю ГКРЧ Константину Носкову с просьбой не допустить принятия такого решения. Колесников указывал, что требование об обязательном получении разрешения на использование радиочастот увеличит сроки строительства сетей LPWAN, приведет к росту стоимости услуг связи и увеличит нагрузку на контролирующий орган - Роскомнадзор .

Кроме того, сейчас сети LPWAN активно используется стартапами, в том числе в студенческой и образовательной сфере. Введение разрешительной процедуры ввода радиоэлектронных средств стандарта LPWAN сделает продолжение такой практики невозможным.

Колесников выступил и против введения требования об обязательном использования российского оборудования. Российские производители, по его мнению, пока не в состоянии обеспечить требуемый объем и качество оборудования для интернета вещей.

2018

Tele2, Ericsson и «Ростелеком» протестировали NB-IoT для энергетического сектора

Для оказания связи 4G было принято решение выделить полосы частот 453–457,4 МГц и 463–467,4 МГц пяти регионам. В этот список попали Ненецкий и Чукотский АО, Республики Ингушетия, Саха (Якутия) и Чечня. Торги пройдут не позднее второго квартала следующего года.

2017

МТС открыла лабораторию экосистемы NB-IoT

ZTE и velcom запустили сеть NB-IoT в Минске

Телеком-оператор velcom запустил осенью 2017 года в Минске первую в стране узкополосную сеть NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) для «интернета вещей ». Запуск сети NB-IoT позволит развивать «интернет вещей» во всем городе, а не только в пилотных зонах. Базовые станции уже сейчас обеспечивают устойчивое покрытие в каждом районе: узкополосная связь проникает в самые труднодоступные места, сквозь массивные стены зданий и на цокольные этажи. По уровню проникновения сигнала новый стандарт может в 20 раз превосходить используемые сейчас технологии M2M .

Ранее velcom получил разрешение от Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) на то, чтобы использовать для «интернета вещей» часть ранее выделенного частотного диапазона. Сеть NB-IoT работает в диапазоне 900 МГц, который также задействован в GSM и UMTS. Для «интернета вещей» используется небольшая полоса частот в 200 кГц c защитными интервалами, что никак не влияет на работу других сетей.

Сотовым операторам в России могут разрешить применять частоты в режиме NB-IoT

В начале декабря 2017 года стало известно о том, что Государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ) планирует разрешить операторам "большой четверки", а именно - МТС , "МегаФон ", "Вымпелком " и Tele2 , использование частот в режиме NarrowBand Internet of Things (NB-IoT). Соответствующий проект решения ГКРЧ планируется рассмотреть в ходе заседания 28 декабря 2017 года.

В частности, предполалгается, что операторы смогут запускать NB-IoT в рамках уже действующих разрешений на использование частот стандартов GSM , LTE и последующих модификаций по России в различных диапазонах. Согласно документу, ГКРЧ "принимает во внимание необходимость скорейшего внедрения перспективных радиотехнологий для развития интернета вещей ".

По мнению операторов, возможность применения частот в режиме NB-IoT позволит обеспечить благоприятную нормативную среду для развертывания инфраструктуры интернета вещей, упорядочит развитие IoT в России, а также ускорит выход на рынок готовых коммерческих продуктов и сервисов в этой сфере, которые уже были протестированы.

Федеральная беспроводная сеть в РФ

Согласно программе, до конца 2017 года будет разработана концепция развития сетей узкополосной сети связи сбора телеметрической информации в городах с территорий более 100 кв. км. Также будут определены потребности в услугах, подходы к созданию и использованию сети LPWAN.

Параллельно будет проведена разработка, совершенствование и доработка программно-аппаратного комплекса, включающие телекоммуникационное оборудование, отвечающего потребностям развития сетей узкополосной сети связи и сбора телеметрической информации. Подчеркивается, что оборудование должно быть преимущественно отечественного производства.

В начале 2018 года будут определены перечни и проведена оценка возможностей отечественной промышленности по производству телекоммуникационного оборудования для строительства сети LPWAN. Позднее будут созданы условия для развития федеральной сети узкополосной связи по технологии LPWAN, в том числе определены радиочастоты для разворачивания сети, приняты нормативные правовые акты и реализован пилотный проект создания сети связи.

В IIIквартале 2018 г. будет проведено планирование сетей узкополосной связи по технологии LPWAN, порядок ее развертывания и создания. К III кварталу 2019 г. сети связи LPWANбудут внедрены в первых пяти городах с численностью населения более 1 млн человек, причем на данных сетях будет применяться отечественное оборудование.

До конца 2022 г. сети LPWAN, использующие отечественное оборудование, будут внедрены во всех городах России с территорией более 100 кв. км. А к концу 2024 г. будет обеспечено повсеместное внедрение сетей LPWAN в малых городах и поселках городского типа, а также вдоль федеральных автомобильных и железнодорожных магистралей.CNews , близкий к ГКРЧ, подтверждает, что такой вопрос будет рассматриваться, причем циркуляр о необходимости выделения частот, по его словам, пришел «с самого верха».

Исследование Lux Research и Stratistics MRC

«МегаФон» и Qualcomm совместно протестировали NB-IoT в Санкт-Петербурге

Тестирование проводилось на базе Федерального центра исследований и разработок «МегаФона» в Санкт-Петербурге . В качестве конечного устройства использовался тестовый абонентский терминал на базе глобального многорежимного модема Qualcomm MDM9206, а со стороны сети было применено оборудование Huawei . Для тестирования был задействован диапазон 900 МГц. Основной функционал стандарта NB-IoT был проверен по совместно утвержденной программе. В рамках тестирования также была проверена работоспособность методов улучшения покрытия (Coverage Enhancement Levels), позволяющих устройству оставаться в сети даже при очень малых значениях принимаемого сигнала, что особенно актуально для перспективных устройств интернета вещей.

Проведенный тест NB-IoT позволяет подготовить формализованные требования для большого числа производителей IoT-модулей, разработчиков ПО, системных интеграторов, которые планируют разрабатывать и внедрять свои устройства для работы на сети «МегаФона» в стандарте NB-IoT.

«МегаФон» готовит инфраструктуру для массового подключения устройств интернета вещей. Технология NB-IoT обеспечит массовое подключение к сети различных устройств, которые находятся в труднодоступных местах и должны работать длительное время без замены батареи. Кроме того, эта технология предполагает использование лицензируемого диапазона частот, что гарантирует надежность, безопасность и непрерывность передачи данных. Внедрение технологии NB-IoT является еще одним шагом в подготовке инфраструктуры «МегаФона» для запуска сетей пятого поколения , которые позволят увеличить не только скорости передачи данных, но и емкость сети, - заявил Николай Сидоров , руководитель федерального центра исследований и разработок «МегаФона»

Мы рады, что коммерчески доступные модули на базе глобального многорежимного LTE IoT модема MDM9206 уже сейчас делают интернет вещей возможным. NB-IoT и eMTC - оптимальные технологии для соединения и подключения IoT-устройств, таких как мобильные платежные устройства (POS), трубопроводы, счетчики воды, газа и электричества, а также для создания систем управления активами и умных городов . Мы удовлетворены результатами совместного тестирования технологии NB-IoT и различных пользовательских сценариев с «МегаФоном». Наш уже коммерчески доступный чипсет Qualcomm MDM9206 дает возможность решать все эти задачи уже сейчас. Это еще один важный шаг в сторону появления новых услуг и сервисов для частных и корпоративных абонентов в России », - считает Юлия Клебанова , вице-президент компании Qualcomm по развитию бизнеса в Восточной Европе

Huawei протестировала «умные» счетчики электроэнергии на базе NB-IoT в Испании

EDP Distribuição (Испания) использует узкополосный интернет вещей для реализации пилотного проекта в рамках программы Upgrid, которая, в свою очередь, выступает частью стратегии Еврокомиссии «Горизонт 2020». Инфраструктурная сеть NB-IoT была установлена оператором связи NOS с использованием разработок Huawei.

По информации Huawei, с помощью узкополосного интернета вещей решаются следующие задачи:

• поддерживается должное качество обслуживания потребителей - за счет автоматического обнаружения отказов и повреждений, что сокращает срок восстановления обслуживания (в случае стихийных бедствий и других непредвиденных ситуаций она позволяет быстрее обнаружить неполадки и решить проблему);
• измерение потребления в режиме онлайн с поддержкой различных ситуаций и статистики;
• реагирование по требованию, контролируемое практически в режиме реального времени;
• непрерывное развитие технологии за счет постепенного массового внедрения операторами связи (внедрение в больших масштабах обеспечит создание развитой экосистемы и реализацию технологической революции за счет оптимизации функционала и внедрения новых элементов в соответствии с требованиями «умной» сети).

EDP Distribuição выбрала для пилотного запуска разработки район Парк даж Насоеш (Парк Наций, Parque das Nações) в Лиссабоне, при этом в проект вовлечены 100 клиентов. Здесь уже внедрен узкополосный интернет вещей и установлены две базовые станции NOS, что обеспечивает NB-IoT-покрытие. Интеллектуальное управление энергопотреблением стало примером практического применения этой технологии, отметили в Huawei.

"МегаФон" протестировал работу счетчиков в стандарте NB-IoT

Комплексное решение, представленное весной «МегаФоном » вместе с партнерами, позволит предприятиям ЖКХ и управляющим компаниям оперативно получать информацию о потреблении ресурсов, автоматически контролировать расходы, моментально определять баланс и избавиться от платежных разрывов. Жителям, перешедшим на новое решение, больше не придется снимать показания вручную, кроме этого, за расходом электроэнергии, воды и газа можно будет следить через удобное приложение и выгружать статистику за определенный период.

Продукт обладает рядом преимуществ перед доступными на рынке альтернативами, поскольку работает на стандарте NB-IoT , который «МегаФон» развивает вместе с Huawei и планирует уже в 2017 году ввести в коммерческую эксплуатацию. Его энергоэффективность позволяет подключенным устройствам работать до 10 лет без замены аккумулятора, диапазон сети обеспечивает бесперебойную передачу данных даже в помещениях с затрудненным приемом сигнала мобильной связи, а низкая стоимость радиомодуля обеспечивает конкурентную стоимость внедрения.

Удобство решения также заключается в его комплексности: созданное совместно с российским разработчиком информационных систем в сфере ЖКХ, компанией «Большая Тройка », оно решает все вопросы, связанные с переходом на интеллектуальную систему измерений – от производства счетчиков до установки платформы для сбора и анализа показаний через одно окно.

«Сегодня мы можем говорить о возникновении целого рынка технологий в ЖКХ, и решения, которые здесь появляются, потом находят применение и в других отраслях. Безусловно, это явление - результат планомерной работы над повышением инвестиционной привлекательности отрасли, - отмечает заместитель Министра строительства и ЖКХ Российской Федерации Андрей Чибис . - Мы считаем, что приход частного инвестора и определение четких правил игры способны сделать сферу ЖКХ по-настоящему эффективной и клиентоориентированной. Профессиональный управленец, будь то инвестор или управляющая организация, заинтересован в автоматизации процессов, и, соответственно, снижении издержек, повышении управляемости и прогнозируемости работы. Мы уверены, что решение, которое сегодня презентуется, станет еще одним шагом на пути к повышению эффективности управления жильем и сможет повысить платежную дисциплину среди населения».

Решение от «МегаФона », Huawei и «Большой Тройки» появится на рынке сразу после запуска стандарта NB-IoT и позволит комплексно решить задачу подключения приборов учета в сети для управляющих компаний и предприятий ЖКХ.

2016: Практика Huawei

До окончательного принятия стандартов NB-IoT компания Huawei вместе с партнерами проводила работы по подготовке к стандартизации и тестированию приложений, чтобы лучше понять потребности клиентов, ускорить модернизацию и оптимизировать технические решения. Только в первой половине 2016 года компания Huawei завершила множество совместных проектов. Например, вместе с Etisalat компания Huawei тестировала услуги и приложения для умной парковки; вместе австралийскими операторами (VHA и Optus) и компанией South East Water запустила в тестирование системы интеллектуального управления водоснабжением, а также заключила соглашение по стратегическому партнерству с китайскими China Telecom и Shenzhen Water Group для реализации аналогичной системы.

2015

Оценка рынка от Stratistics MRC

Согласно данным Stratistics MRC, объем глобального рынка LPWA-сетей оценивается $0,5 млрд по итогам 2015 года. К 2022 году, по прогнозам аналитиков, рынок достигнет $46,3 млрд. Среднегодовые темпы прироста (CAGR) рынка в 2015-2022 гг. составят 88,8%.

По данным аналитиков, частный сектор экономики займет наибольшую долю рынка в течение прогнозного периода. В то же время показатели CAGR государственного сектора экономики по потреблению LPWAN-сервисов превысят показатели частного. Страны Европы будут доминировать на мировом рынке LPWAN. В то же время более высокие темпы роста совокупного годового оборота будут наблюдаться в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

«МегаФон», Huawei и «Большая Тройка» представили для российского рынка комплексное решение в сегменте интернета вещей, которое позволяет предприятиям ЖКХ и управляющим компаниям оперативно получать информацию о потреблении ресурсов, автоматически контролировать расходы, моментально определять баланс и избавиться от платежных разрывов. Жителям, которые начнут использовать в своих квартирах новую технологию, больше не придется снимать показания вручную, кроме того, следить за расходом электроэнергии, воды и газа, а также сравнивать статистику разных месяцев можно будет через удобное мобильное приложение.

Что говорят представители компаний?

Продукт обладает значительными преимуществами перед существующими на рынке альтернативами благодаря использованию стандарта NB-IoT, который в России «МегаФон» развивает вместе с Huawei и планирует уже в 2017 году ввести в коммерческую эксплуатацию. Его энергоэффективность позволяет подключенным устройствам работать до 10 лет без замены аккумулятора, диапазон сети обеспечивает бесперебойную передачу данных даже в помещениях с затрудненным приемом сигнала мобильной связи, а низкая стоимость радиомодуля обеспечивает доступность внедрения.

Удобство решения также заключается в его комплексности: созданное совместно с российским разработчиком информационных систем в сфере ЖКХ, компанией «Большая Тройка», оно решает все вопросы, связанные с переходом на интеллектуальную систему измерений – от производства счетчиков до установки платформы для сбора и анализа показаний через одно окно. Решение от «МегаФона», Huawei и «Большой Тройки» появится на рынке сразу после запуска стандарта NB-IoT и позволит комплексно решить задачу подключения приборов учета в сети для управляющих компаний и предприятий ЖКХ.

Что такое NB-IoT?

NB-IoT, она же Narrowband IoT, - это частный случай Low-Power Wide-area Network или энергоэффективной сети дальнего радиуса действия. Речь идет о беспроводной технологии передачи небольших по объему данных на большие расстояния, ориентированной на сбор данных с различных датчиков, счетчиков и сенсоров. Ключевым недостатком Low-Power Wide-area Network за все десять лет развития этой технологии была значительная фрагментация имеющегося оборудования и отсутствие стандартизации.

Новая технология NB-IoT, а именно она используется компаниями «МегаФон», Huawei и «Большая Тройка», решает проблемы всех предыдущих продуктов в сегменте энергоэффективных сетей дальнего радиуса действия и сохраняет преимущества. Во-первых, NB-IoT прошла успешные испытания в устройствах, приложениях и сервисах интернета-вещей, во-вторых, получила одобрение 3rd Generation Partnership Project и будет применяться в лицензируемом диапазоне частот, а главное - поддерживаться основными операторами мобильной связи. Кроме того, датчики с использованием технологии NB-IoT очень компактные и надежные, а главное, они представляют низкий интерес для вандалов и грабителей.

Как мы уже сказали, NB-IoT предоставляет широкую область покрытия, низкое энергопотребление и длительный срок службы, возможности быстрой модернизации существующей сети, низкую стоимость терминала, высокую надежность и безопасность. Стоимость NB-IoT датчика для учета расхода воды, газа, электричества и слежения за объектами составляет около 5 долларов, а благодаря небольшим объемам передаваемых данных, на одну соту может быть подключено до 50 000 таких датчиков.

Использование NB-IoT в квартирах - это дорого?

Даже если представить, что расходы по установке датчиков в полном объеме лягут на владельца квартиры, стоимость непосредственно квартирного оборудования по нашей оценке может составить примерно 1500-3000 рублей в зависимости от разводки коммуникаций. По подсчетам экспертов, цена одного NB-IoT составляет около пяти долларов. С учетом подключения, переход на новую технологию интернета вещей может обойтись жильцам до 5000 тысяч рублей. Не исключено, что по факту стоимость установки датчиков и само оборудование может быть субсидировано со стороны муниципалитета, а также третьих лиц, заинтересованных в получении больших данных об использовании ресурсов.

NB-IoT - это только сбор данных?

В первую очередь, проект «МегаФона», Huawei и «Большой Тройки» повысить точность сбора данных для компаний в сфере ЖКХ и увеличить их эффективность за счет автоматизации и стандартизации данных, а также возможности контроля в реальном времени. Во вторую - обеспечит удобство жильцов, которые смогут в любой момент времени отслеживать расход воды, тепла, газа и электричества, а также отказаться от ежемесячной необходимости списывания и передачи данных с приборов учета.

А если пофантазировать?

Если пойти дальше, то можно легко себе представить возможность не просто получать сведения о расходе, но также повысить безопасность квартиры на случай форс-мажора и значительно снижать расходы за счет контроля предоставляемых услуг. Например, пользователи могут получать сведения о внезапном скачке расхода воды в то время, когда в квартире никого нет. Это может сигнализировать о протечке в трубах, но с помощью через приложение пользователь мог бы перекрыть подачу воды в квартиру. Нетипичный расход электроэнергии стал бы индикатором невыключенного электроприбора, что может привести к пожару. Кроме того, подключение к интернету приборов учета и дальнейшее добавление датчиков из сегмента интернета-вещей к системам коммуникаций могло бы позволить удаленно управлять водоснабжением, электричеством и теплом в квартире. А именно, начать использовать нераспространённые в России умные термостаты типа Nest для управления климатом в дома и дистанционного изменения температурных режимов радиаторов, теплых полов и систем кондиционирования в разных помещениях.

Вернемся к реальности.

Централизованная установка датчиков для управления приборами в квартирах - это история из более отдаленного будущего. В настоящий момент речь все-таки идет только об оснащении датчиками приборов учета электроэнергии, воды и газа. Однако уже сам факт реализации интернета-вещей в квартирах на уровне предприятий ЖКХ и управляющих компаниях свидетельствует о приближении значительного прогресса и доступности все новых и новых технологий сегмента IoT в домах и квартирах. Кроме того, это в очередной раз демонстрирует то, насколько в России быстро реализуются массовые новейшие технологии: развитие мобильной связи и качество мобильного интернета, наличие Wi-Fi сети в московском метро и общественном транспорте, распространенность бесконтактной оплаты в торговых точках и развитие мобильных платежных систем типа Apple Pay и Samsung Pay.

В офисе столичного филиала «МегаФона» прошла презентация первого комплексного решения IoT для ЖКХ. Это продукт совместных усилий оператора «МегаФон», поставщика оборудования Huawei и разработчика платформы для сбора и анализа телеметрических данных «Большая тройка». Роли в проекте распределились следующим образом. «МегаФон» развернул сеть стандарта NB-IoT на базе оборудования Huawei, а «Большая тройка» разработала прибор, собирающий данные со счетчиков воды и электричества и передающий данный на сервер через сеть NB-IoT. Заказчику такого решения доступен интернет-интерфейс, через который можно получить все данные со счетчиков. Предназначено решение для сервисных, ресурсных и управляющих компаний. На данный момент клиентов нет, но по словам представителей «МегаФона», уже в этом году в одном из регионов, в каком именно не раскрывается, будет развернута пилотная зона.

Сегодня нет единого стандарта для экосистемы интернета вещей, тогда как сами IoT-решения широко применяются как в ЖКХ, так и в других отраслях. По большому счету IoT — это органичная эволюция m2m-решений, разница лишь в стоимости и технологии передачи данных. В традиционных m2m-сервисах для агрегации телеметрических данных используется существующая мобильная сеть. Это выгодно для запуска подобных решений, так как вложения в старт минимальны. Но в долгосрочной перспективе для интернета вещей потребуется собственная сеть передачи данных. Существует несколько стандартов, развивающихся параллельно. Наиболее заметными и поддерживаемыми являются NB-IoT и LoRa. Примечательно, что поддерживают эти стандарты по большей части одни и те же компании. «МегаФон» выбрал технологию NB-IoT, но вряд ли это произошло по какой-либо иной причине, чем поддержка именно этого стандарта главным партнером оператора по строительству и развитию инфраструктуры, компании Huawei.

NB-IoT действительно имеет все шансы для того, чтобы стать настоящим и единственным стандартом сетей для интернета вещей. Но даже сейчас, когда NB-IoT запускается во многих странах, есть масса вопросов к тому, с какой спешкой вендоры стараются навязать операторам покупку оборудования. Например, одним из преимуществ NB-IoT является низкое энергопотребление, требуемое для передачи телеметрических данных. Якобы, достаточно одной батарейки для бесперебойной работы прибора в течение десяти лет. Только вот используются в таких приборах батарейки форм-фактора ААА, не от хорошей жизни, конечно, они просто дешевле. Но физическая жизнь щелочной ААА-батарейки ограничена тремя, максимум пятью годами. И зачем тогда «10 лет от одной батарейки»?

Другой проблемой становится сам прибор сбора телеметрических данных. Решение «МегаФона» предполагает, что такой центр будет установлен в каждой квартире, он будет собирать данные со счетчиков электроэнергии и водоснабжения. Но в демонстрационном решении все счетчики были соединены с центральным прибором учета проводами. Интересно посмотреть, как много жителей городских квартир согласится на прокладывание проводов поверх сделанного ремонта. Если же оснастить счетчики модулем беспроводной передачи данных, то, во-первых, они станут сильно дороже и батарейку в них менять придется куда чаще, и, во-вторых, придется решать проблему экранирования сигнала стенами санузлов и трубами. Как ни крути, а решение в текущем исполнении возможно устанавливать в многоквартирные дома до заселения. Это — деньги, которые вряд ли горят желанием тратить управляющие компании.

Удивительно, но в Москве уже есть масса запущенных проектов автоматизации сбора данных по потреблению жильцами электричества и воды. В некоторых из них используются электросчетчики с SIM-картами, в других — более сложные решения. В основном, речь идет об кварталах элитной застройки, где такое «умное ЖКХ» является частью большого пакета дополнительных услуг, доступных жильцам. Представители «Большой тройки», разработчиков платформы и устройств для проекта «МегаФона», указывают, что за все удовольствие в результате заплатит владелец квартиры. По их мнению, жильцы будут только счастливы, что их заставят потратить деньги на установку новых счетчиков, ведь тогда они перестанут переплачивать за коммунальные услуги. С какой стати они переплачивают сейчас — не уточняется. Все отличие от текущей ситуации заключается в том, что сегодня сами жильцы сдают показания счетчиков, по которым и рассчитывается их плата за коммунальные услуги. А чтобы жильцы не обманывали, работники управляющей компании проверяют показания с определенной периодичностью. Обмануть коммунальщиков жителю новой квартиры практически невозможно, а те, кто привык ставить жучки и цеплять магниты, вряд ли согласятся менять свои «правильные» счетчики на продвинутые. И уж тем более — за собственные деньги.

Запуск NB-IoT — это большой шаг к развитию интернета вещей. Осталось запустить проекты, которые действительно востребованы здесь и сейчас, а не в далеком и наивном будущем. Для этого «МегаФону» стоит найти более зрелых партнеров, а не стартаперов с горящими глазами. Иначе впечатление можно будет произвести лишь на тех, кто об интернете вещей и его проникновении в ЖКХ услышал впервые. Не придется выдергивать на пресс-конференции мэра Иннополиса, некоего представителя управляющей компании и других засланных казачков, задающих правильные, с точки зрения компании, вопросы. Тем более, в Москве уже есть реальные заинтересованные в таких решениях компании. Это застройщики, сдающие ежемесячно десятки тысяч метров нового жилья и уже знающие цену «умному ЖКХ». Если же вектор развития проекта будет направлен на популистское «модернизируем ЖКХ по всей стране», то все закончится примерно тем же, чем заканчиваются практически все последние проекты «МегаФона».

С развитием Интернета вещей (Internet of Things, IoT) количество подключений к сетям мобильной связи операторов увеличится в разы. По прогнозам Ericsson, к 2021 г. общее количество подключенных к интернету устройств в мире составит 28 млрд. Из них 1,5 млрд составят потребительская электроника и умные автомобили, взаимодействующие друг с другом посредством сетей мобильной связи. В ближайшие годы количество межмашинных подключений (Machine-to-Machine, M2M) будет расти на 25% в год, большая часть поставляемых на рынок M2M-устройств будет поддерживать стандарт LTE . По мере роста рынка IoT становится очевидным, что для многих вариантов использования таких решений существующие технологии мобильной связи недостаточны в связи с недостаточным покрытием, высокой стоимостью оконечных терминалов и малым сроком службы их элементов питания.

Инновационной технологией Интернета вещей является решение узкополосного IoT (Narrow-Band IoT или NB-IoT). Это беспроводная узкополосная разновидность глобальных сетей с низким энергопотреблением (Low Power Wide Area, LPWA), которая в первую очередь предназначена для приложений межмашинного взаимодействия (М2М). Стандарт NB-IoT откроет компаниям, специализирующимся на предоставлении телекоммуникационных услуг, широкий спектр новых возможностей. В частности, существенно увеличит доходность операторов от одного абонента (Average revenue per user, ARPU). Технология NB-IoT займет свою низкоскоростную нишу в классе решений, где приоритетное значение имеет бесперебойная передача данных и низкое энергопотребление.

Технические преимущества NB-IoT

Стандарт NB-IoT был специфицирован консорциумом 3GPP в 2016 году в Release 13 (LTE Advanced Pro) и в настоящее время проходит тестирование. Специалисты полагают, что технология NB-IoT получит популярность среди операторов, т.к. ее обслуживание и эксплуатация обойдется им дешевле, чем передовых на сегодняшних день сетей LTE и GSM. Это обусловлено ее характеристиками. Стандарт NB-IoT представляет собой двустороннюю связь, действующую в частотном канале шириной 200 кГц. Для того, чтобы запустить сеть в эксплуатацию, оператору всего лишь необходимо установить на базовой станции специальное программное обеспечение. Это актуально, если развертывать IoT-сеть уже на существующих частотах.

3GPP продумывает модель функционирования сети. Консорциум предлагает три варианта развертывания NB-IoT сети. Первый – это NB-IoT Guard Band, т.е. для Narrowband IoT будет выделен отдельный частотный спектр. Второй – это In Band, т.е. технология будет размещена в защитном частотном интервале сетей LTE. Третий – получил название Stand Alone. Согласно его концепции, NB-IoT и LTE работают в одном частотном диапазоне. Таким образом, сеть NB-IoT можно развернуть в частотных диапазонах, в котором в настоящее время функционирует стандарт GSM, после их рефарминга в LTE, или в «защитных» интервалах между сетями GSM и LTE. Скорость передачи данных в NB-IoT достигает 200 кбит/с, что является достаточным для устройств, периодически передающих однотипные данные небольшого объема.

В упрощенном виде варианты развертывания NB-IoT сети можно представить в виде следующей иллюстрации:

В свою очередь разработчики обещают, что срок службы элемента питания оборудования NB-IoT без подзарядки будет достигать 10 лет!

Ожидается, что цена терминала NB-IoT составит $5.

Следующей важнейших особенностей технологии NB-IoT является возможность подключать к одной соте базовой станции до 100 тысяч устройств NB-IoT, что в десятки раз превышает возможности действующих стандартов мобильной связи. Это позволяет получить дополнительную коммерческую выгоду на основе применения анализа IoT-данных методами больших данных (Big Data). В рамках сотрудничества со смежными отраслями операторы, в дополнение к продаже услуг связи, получают возможность продавать аналитические данные третьим лицам.

Такие преимущества стандарта NB-IoT позволяют значительно увеличить зону покрытия, обеспечив связь труднодоступных местах и регионах.

Проблемы и перспективы развития NB-IoT

Многие отрасли деятельности проявляют интерес к продуктам IoT, которые повышают эффективность бизнес-процессов. В первую очередь это ЖКХ, транспортная сфера, здравоохранение, автомобильная промышленность и др.

Интернет вещей предусматривает более пятидесяти вариантов использования, включая интеллектуальные датчики (на электричество, газ, воду), управление объектами, системы охранной и пожарной сигнализации для дома и коммерческой недвижимости, персональные датчики «электронного здоровья», системы отслеживания людей, животных или предметов, элементы инфраструктуры «умного» города (например, уличные лампы или мусорные контейнеры, «умного» дома и подключенные промышленные инструменты и т. п.).

Аналитики полагают, что именно В2В-сегмент станет движущей силой развития Интернета вещей и именно он будет проявлять наибольший интерес к данным продуктам на первом этапе их коммерциализации. Это также объясняется тем, что зашить в комплектацию «умного» устройства структурированную бизнес-процедуру проще, чем потребности частного пользователя. Ожидается, что объем рынка узкополосного (Narrowband) IoT к 2022 году достигнет порядка 200 млн. долл.

Специалисты называют различные цифры о количестве подключенных в ближайшие 4-6 лет IoT-устройств. Сложность прогнозирования объясняется тем, у Интернета вещей большой потенциал в промышленной сфере, которая является достаточно энергоемкой и требует большого числа подключенных устройств.

Ожидается, что первые тесты стандарта NB-IoT начнутся на границе 2016-2017 гг. Говорить о коммерческом развертывании подобных сетей пока рано. Это связано не только с недостатком электронных компонентов и проблемами распределения выделенных частот, но и с регуляторными механизмами. Представители Huawei отмечают, что на сегодняшний день у России нет причин оставаться позади развития технологии. Федеральные операторы достаточно прочно внедрили сети LTE, что очень важно для прогрессирования Narrowband IoT. Среди мировых разработчиков стандарта NB-IoT, помимо Huawei, можно назвать Qualcomm, Intel Corporation, Nokia Networks, Verizon, Samsung Group, AT&T и другие.

Учитывая, что стандарт NB-IoT только сформирован, их концепция еще оттачивается. Ряд разработчиков планируют расширить функционал сети в последующих релизах голосовым сервисом, т.к. скорость работы сети позволяет это сделать. Также, скорее всего, NB-IoT станет одной из составляющих спецификации сетей (Narrowband 5G).

Тестирования сетей NB-IoT

Летом текущего года компания u-blox объявила о выпуске первого в своем роде модуля для сетей NB-IoT. Он поддерживает сервисы, для работы которых необходимо надежное соединение и продолжительная передача небольших данных. Разработчики заявляют, что элемент питания прослужит без подзарядки от 10 до 20 лет. Размер устройства составляет 1,6х2,6 см, а предельная скорость входящего потока – 227 Кбит/с. U-blox сообщила об успешных испытаниях оборудования, подтвердивших большую эффективность NB-IoT по сравнению с GPRS .

Данная компания уже «засветилась» сенсациями в развитии стандарта Narrowband IoT в прошлом году. В партнерстве с Huawei и Vodafone было организовано первое в истории тестирование пре-стандарта NB-IoT. Эксперимент проводился на сети Vodafone с помощью крепления на базовую станцию специального модуля, который подал сигнал на водный счетчик. Партнеры намерены расширить сферу применения технологии. Например, в планах Huawei развернуть данный стандарт для организации мобильной связи. Однако для этого необходимо подтвердить низкую чувствительность сети NB-IoT к внешним помехам.

С целью популяризации и развертывания стандарта NB-IoT, Huawei в начале этого года подписало соглашение о намерениях с компанией TIM. Партнеры создают открытую лабораторию для организации работ над узкополосным IoT и проведения испытаний в полевых условиях.

Очевидно, что спрос на данную технологию будет расти, т.к. ее характеристики соответствуют рыночным тенденциям и потребительским потребностям. Она предоставляет широкое покрытие (в том числе в подвальных помещениях), энергосбережение, возможность подключения большого количества устройств и низкую стоимость их обслуживания.

Более подробную информацию о технологических решениях Интернета вещей в сетях мобильной связи (в частности, NB-IoT), эволюции сетей M2M к IoT в спецификациях 3GPP, а также о других технических особенностях работы сетей мобильной связи читайте в книге "Мобильная связь на пути к 6G ".