Réseau NB-IOT : Définition et produits compatibles

Le NB-IoT (NarrowBand-Internet of Things) est une technologie radio standardisée de faible puissance (LPWA) spécialement conçues pour l’IoT et les applications MtoM qui permet aux objets de se connecter à Internet via une liaison directe avec les antennes-relais des opérateurs.

Le NB-IoT tire parti de la technologie de modulation DSSS (Direct-sequence Spread Spectrum) et utilise une bande passante très étroite (200kHz), une modulation OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) pour les communications entrantes et SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) pour les communications sortantes.

Les deux ne sont toutefois pas possible en même temps. L’étroitesse de cette bande passante sous-entend en outre de faibles débits, de l’ordre de 20 à 250 kbit/s théorique.

NB-IoT : la Couverture réseau

Ce réseau a hérité des nombreuses fonctionnalités et mécanismes qu’offrent les réseaux GSM, notamment l’option de l’itinérance (aussi appelée Roaming). Cette caractéristique permet aux opérateurs de mutualiser leur réseau et de lui fournir une dimension internationale.

NB-IoT : Une communication sécurisée

Héritant des mécanismes de sécurité propre aux réseaux mobiles LTE, le NB-IoT profite nativement de fonctionnalités telles que l’authentification, le chiffrement, et l’intégrité de données.

Il utilise le protocole UDP (User Datagram Protocol), ce qui facilite la mise en place de solutions telles que le DTLS (Datagram Transport Layer Security) mais permet surtout de choisir son propre APN (Access Point Name) pour une gestion en toute intégrité de son réseau d’objets communicants.

Trois types de déploiements possibles

1. Le déploiement In-band : correspond à un déploiement au sein de la bande traditionnelle LTE. Les communications sont alors transmises dans la même bande de fréquences que les communications LTE.
2. Le déploiement Guard-Band : signifie que le signal NB-IoT est transmis en marge de la bande de fréquences traditionnelle LTE ; Il utilise alors les ressources spectrales non utilisées.
3. Le déploiement stand alone : correspond à un déploiement sur une bande de fréquences différente de celle du LTE.

Consommation électrique des objets NB-IoT

Une autonomie de batterie d’environ 10 ans (variable selon les ) fait appel à des fonctions d’économie d’énergie spécifiques telles que PSM, eDRX ou la release assistance indication (RAI).

Le NB-IoT comporte deux mécanismes qui contribuent à la réduction des consommations, et par conséquent, à l’autonomie des objets :

1/ L’eDRX pour Extended Discontinuous Reception. Il permet à un objet connecté de gérer ses temps de repos et d’en informer le réseau, de manière à ne pas être sollicité durant ces périodes.

2/ Le Power Saving Mode. Ce mode est adapté à des usages dans lesquels l’objet connecté n’est pas tenu d’être joignable entre deux envois de message, ce qui lui permet de se mettre en hibernation tout en gardant le réseau informé de l’état de l’objet.

Les avantages du NB-IoT

Très flexible, le NB-IoT fonctionner en bande 2G, 3G et 4G. Il élimine en outre la nécessité d’une passerelle, ce qui permet d’économiser des coûts sur le long terme.

Outre une couverture intérieure améliorée, il permet la liaison d’un grand nombre d’appareils (jusqu’à 50 000 par cellule réseau NB-IoT), une faible sensibilité aux retards et aux interférences, une faible consommation d’énergie des objets et une architecture réseau optimisée.

Comme LTE-M, le NB-IoT peut être déployé « en bande » au sein d’un transporteur LTE standard ou de manière « autonome » pour les déploiements dans le spectre dédié.

NB-IoT se caractérise par :

• Une excellente couverture intérieure,
• Le soutien d’un grand nombre de connexions,
• Une faible consommation d’énergie des appareils,
• Une architecture réseau optimisée.