如何充分發揮NB-IoT的效益

作者 : Martin Lesund,Nordic Semiconductor蜂巢式物聯網技術行銷經理

NB-IoT是領先的LPWAN解決方案,專為節省頻寬和功耗而設計,功能強大且耐用,是獲得業界認可的有效解決方案。

數十億個遠端物聯網終端設備為人類默默地工作,它們測量濕度、溫度、振動幅度、空氣品質或者其他一百多種參數,提供寶貴的資料。然而,只有將資料傳輸到雲端進行篩選和分析,並以此做出對應的決策,這些參數才能充分發揮價值。

低功耗廣域網路(LPWAN)在遠端物聯網終端設備和雲端之間架起了橋樑。蜂巢式物聯網技術NB-IoT是領先的LPWAN解決方案,具有最長可達15公里的傳輸範圍和低功耗特性。這種方案專為節省頻寬和功耗而設計,功能強大且耐用,是獲得業界認可的有效解決方案。

儘管如此,現今已部署的數十億個物聯網裝置僅僅是日後龐大部署數量的冰山一角而已。十年之內,業界可能會部署數千億甚至數萬億個物聯網裝置。這就需要更加高效的通訊運作,以充分利用寶貴的無線電頻譜,同時要求降低能源消耗。

3GPP未雨綢繆

3GPP是由電訊標準制定組織所組成的團體,也是NB-IoT規範的起草機構,它一直致力於解決這個難題。3GPP已經開發了提高網路傳輸量的方法,甚至可以同時降低延遲。其中一項技術進展是讓開發人員省去設備傳輸中的部分無線電資料封包,從而提高設備的資料輸送量。

縮短無線電資料封包可以減少傳輸給定資料量的空中傳輸時間(延長電池壽命),或者增加給定空中傳輸時間內的資料傳輸量。這項技術的名稱是「非IP資料傳輸」(NIDD),它是越來越多的NB-IoT網路選擇的通訊方法,其工作原理是從無線電資料包中刪除有效負載之外的所有內容。

無法不勞而獲

在使用NIDD時,無線電資料封包中的部分資訊會被刪除;然而,這些資訊最初加入到應用中是有充分理由的。沒有這些資訊,複雜性將增加,運作可能不再流暢。此外,NIDD 無法支援IPv6 (用於電腦連接到網路的最新版本網際網路位址協議),NB-IoT與其他流行的LPWAN技術之間的互通性會受到影響。

NIDD無法使用部分網路網際協議(IP)套件,該套件可以最大限度地減少跨網路的容錯連接的延遲,同時也帶來一些輕微的安全隱憂。

應對NIDD缺陷

Nordic和物聯網軟體公司Acklio正在合作解決NIDD的缺陷,此項合作將為使用Nordic nRF9160蜂巢式物聯網SiP的開發人員帶來高效的NB-IoT通訊和更長的電池使用壽命。解決方案將會減少需要製造和處置的電池數量,幫助推動永續發展。雙方合作帶來的更多益處,包括更高的網路安全性和便捷性。

這項技術稱為靜態上下文報頭壓縮(SCHC),它是針對LPWAN應用需求而量身定制的,並於2020年被網際網路工程任務組(IETF)採納為開放標準。Acklio創始人在開發SCHC方面發揮了非常重要的作用。

SCHC技術透過無線電資料封包的壓縮和分段解決了NIDD的缺陷和不良影響。使用NIDD的NB-IoT終端設備可以重新獲得IPv6相容性,並享受基於IP網路既有的低延遲和安全性。

無線電通訊流量急劇下降

在一個已投入服務的歐洲NB-IoT網路中,在Nordic nRF9160 SiP上使用NIDD做了一個Acklio SCHC的示範,結果顯示與傳統的NB-IoT通訊技數相比,通訊流量減少了74%。需感謝德國電訊(Deutsche Telekom)和物聯網接取供應商IoT Creators,透過其物聯網接取管理平台和整合SIM卡運作示範。

SCHC這樣的技術使Nordic及其他企業的工程師能夠充分發揮物聯網的龐大潛力。人們有可能看到數萬億個物聯網設備以每平方公里充滿百萬個設備的密度順暢運行,這確確實實是「大規模物聯網」(massive IoT)的實現。

 

 

 

 

 

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