NB-IoT là gì? Mô tả chi tiết về NB-IoT và các ứng dụng

NB-IoT là gì? Đây là tiêu chuẩn công nghệ di động không dây mới, hiện đang được phát triển nhanh chóng nhằm đáp ứng các yêu cầu LPWA của IoT.

Viettel Business Solutions đã chính thức trở thành đơn vị đầu tiên tại Việt Nam thương mại hóa giải pháp IoT sử dụng công nghệ NB-IoT. Vậy, NB-IoT là gì? Đặc điểm công nghệ của NB-IoT là gì? Cùng tham khảo thông tin chi tiết trong bài viết dưới đây của Viettelnet.

I. Giới thiệu tổng quan IoT

1. Tìm hiểu: IoT là gì?

IoT là viết tắt của Internet of Thing, tạm dịch là “kết nối vạn vật qua internet“, là mô hình mạng kết nối các vật với nhau thông qua Internet với số lượng thiết bị vật lý kết nối lên đến hàng triệu thiết bị. Theo đó, các thiết bị có thể kết nối, thu thập dữ liệu và truyền thông tin cho nhau. 

Hệ thống IoT còn cho phép các thiết bị tự điều khiển từ xa thông qua mạng không dây như:cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ,… để tự giám sát môi trường làm việc và truyền thông về cho bộ phận xử lý trung tâm. Việc này giúp gia tăng hiệu suất sản xuất lên cao, giám sát mọi vật hiệu quả cũng như khiến hiệu năng kinh tế cao hơn.

Hiện nay, IoT là một thị trường đầy tiềm năng với các nhà mạng viễn thông. Việc sử dụng công nghệ truyền thông này được 3GPP gọi với tên gọi chung là: Mạng diện rộng công suất thấp – LPWAN.

2. LPWAN là gì?

LPWAN – Low Power Wide Area Network là các công nghệ không dây với đặc điểm: băng thông thấp, phủ sóng rộng, kích thước gói tin nhỏ và tuổi thọ pin dài.

LPWAN được thiết kế để nhằm hỗ trợ việc truyền thông không dây cho sự phát triển của công nghệ IoT. LPWAN cung cấp các kết nối công suất thấp với số lượng thiết bị lớn, phân bố rộng, tập trung hiệu quả về vùng phủ sóng, năng lượng và băng thông thấp. Đồng thời, công nghệ LPWAN còn cho phép triển khai các cảm biến thông minh trên toàn khu vực rộng lớn.

Các công nghệ trong LPWAN bao gồm: LoRa, Sigfox, NB-IoT và LTE-M.

3. NB-IoT là gì?

NB-IoT (NarrowBand – IoT) là công nghệ IoT băng hẹp được tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP vào năm 2016. NB-IoT là một giải pháp truyền thông M2M (Machine to Machine) với vùng phủ sóng trong nhà tuyệt vời, hỗ trợ lượng lớn thiết bị kết nối, tiết kiệm chi phí, tiêu thụ ít điện năng và kiến ​​trúc mạng được tối ưu hóa.

Mục đích của NB-IoT là phục vụ các ứng dụng IoT thông lượng thấp, hỗ trợ kết nối hàng triệu thiết bị M2M và ứng dụng trong bãi đậu xe thông minh, các tiện ích, thiết bị đeo và giải pháp công nghiệp. Ngoài ra, NB-IoT còn có thể hoạt động cùng với mạng GSM và LTE dưới dải tần số cần đăng ký sử dụng.

II. Các đặc điểm công nghệ của NB-IoT

1. Hiệu quả năng lượng cao

Yêu cầu tuổi thọ pin trong công nghệ IoT phải kéo dài ít nhất 10 năm. Theo đó, NB-IoT đáp ứng yêu cầu nhờ hai công nghệ tiết kiệm năng lượng là PSM và eDRX. Cụ thể:

• PSM – Power Saving Mode: Chế độ ngủ tối đa 12 ngày nhưng vẫn giữ kết nối.
• eDRX – expanded Discontinued Reception: Kéo dài chu kỳ ở chế độ ngủ không tải tối đa 40 phú và cho phép thiết bị tắt một phần mạch điện để tiết kiệm năng lượng.

2. Vùng phủ sóng – Kỹ thuật triển khai

NB-IoT trong công nghệ LPWAN tập trung vào lớp thiết bị M2M với phạm vi phủ sóng không được dưới 23 dB. Việc triển khai NB-IoT phụ thuộc vào các trạm cơ sở 4G/LTE, vì thế, công nghệ này không phù hợp với những khu vực bị hạn chế về sóng 4G/LTE.

NB-IoT hiện có ba cách thức hoạt động sử dụng tần số trong mạng LTE như sau:

• Độc lập (Stand alone): Sử dụng một băng tần bên ngoài không phải là băng tần được dùng cho LTE.
• Dải tần bảo vệ (Guard band): Sử dụng phổ tần ở băng tần bảo vệ sóng mang LTE.
• Trong dải tần (In band): Sử dụng một sóng mang của LTE thông thường.

3. Kiến trúc mạng

NB-IoT có kiến trúc với 5 thành phần chính như sau:

• Thiết bị cuối: Hầu hết các thiết bị cuối IoT đều sử dụng SIM từ các nhà mạng để sử dụng dịch vụ NB-IoT của nhà mạng đó.
• Trạm Base Station: Thuộc quyền sở hữu của từng doanh nghiệp viễn thông. Chúng có thể được gọi là trạm eNodeB hay eNB.
• Mạng lõi NB-IoT: Giúp kết nối giữa các trạm Base Stations với các server NB-IoT.
• Máy chủ NB-IoT: Dựa trên nền tảng đám mây để tiến hành xử lý tất cả các loại dữ liệu và ứng dụng khác nhau.
• Application: Các ứng dụng cụ thể được người dùng sử dụng để thực hiện thu thập dữ liệu từ các thiết bị cuối gửi về.

Thực tế, NB-IoT được thiết kế dựa trên mạng LTE với sự điều chỉnh đặc biệt. Điều này cho phép NB-IoT có lợi thế để sử dụng trong các ứng dụng IoT như Industrial IoT, thành phố thông minh – SmartCity,… vì chất lượng dịch vụ và tốc độ truyền dữ liệu cao.

4. Bảo mật

Được phát triển từ mạng di động nên Nb-IoT cũng được kế thừa tính bảo mật nghiêm ngặt của mạng thông tin di động.

III. Ứng dụng dịch vụ NB-IoT trong đời sống

1. Có thể sử dụng ở bất kỳ đâu

Với khả năng phủ sâu, rộng, NB-IoT giúp khách hàng có thể sử dụng dịch vụ ở bất kỳ đâu, bao gồm cả những vị trí như hầm tòa nhà, đường hầm hay khu vực nông thôn, miền núi, hải đảo.

2. Phủ sóng rộng, tiết kiệm năng lượng

Công nghệ NB-IoT được Viettel thiết kế, phát triển dựa trên hạ tầng hiện có của công nghệ 4G bao gồm trạm gốc, ăng ten và băng tần được cấp phép.

NB-IoT của Viettel thuộc nhóm công nghệ LPWAN (mạng diện rộng, công suất thấp cho IoT) với ưu điểm vùng phủ sóng rộng, tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu chi phí kết nối thiết bị và cho phép một lượng lớn các thiết bị có thể kết nối tới mạng.

III. Các câu hỏi thường gặp về NB-IoT

1. NB-IoT tốt hơn các giải pháp IoT như nào?

NB-IoT cải thiện đáng kể hiệu quả mạng, tăng khả năng hỗ trợ lượng lớn kết nối mới và chỉ sử dụng một phần của phổ tần có sẵn. Nhờ đó, việc sử dụng NB-IoT sẽ giúp giảm thiểu việc tiêu thụ năng lượng và kéo dài tuổi thọ pin hơn 10 năm.

Ngoài ra, NB-IoT còn có khả năng thâm nhập sâu xuống lòng đất và vào các không gian kín, cung cấp vùng phủ sóng 20+dB ở trong nhà.

2. NB-IoT có bảo mật không?

Công nghệ NB-IoT cơ bản ít phức tạp hơn các mô-đun di động truyền thống, từ đó giúp đơn giản hóa việc thiết kế, phát triển và triển khai cho các OEM.

Đồng thời, nó còn cung cấp các tính năng bảo mật và quyền riêng tư tương tự với các mạng di động LTE, bao gồm hỗ trợ bảo mật danh tính người dùng, bảo vệ tính toàn vẹn dữ liệu, xác thực thực thể và nhận dạng thiết bị di động.

3. Các mô-đun kết nối NB-IoT đã có mặt trên thị trường từ khi nào?

Gemalto và Huawei đang nỗ lực tăng tốc công nghệ NB-IoT cũng như mở rộng thị trường, thông qua việc kết hợp các thế mạnh cốt lõi trong hợp tác chiến lược để phát triển mô-đun kết nối.

Trong đó, những lần ra mắt thương mại đầu tiên của công nghệ NB-IoT đã được hoàn thành vào năm 2017, cùng với đó là những buổi giới thiệu trên toàn cầu ​​trong suốt năm 2018.

4. NB-IoT khác với những công nghệ LPWAN như LTE-M như thế nào?

4.1. Hỗ trợ mật độ kết nối lớn, mức tiêu thụ điện năng thấp

LTE-M là công nghệ 5G hỗ trợ mật độ kết nối lớn, mức tiêu thụ điện năng thấp, độ trễ nhỏ và cung cấp vùng phủ sóng mở rộng. Việc triển khai LTE-M có thể được thực hiện trong băng tần của nhà mạng LTE bình thường, hoặc độc lập trong một phổ tần chuyên dụng.

4.2. Đáp ứng nhiều trường hợp sử dụng khác nhau

NB-IoT thúc đẩy công nghệ trải phổ (spread spectrum) LTE, đáp ứng nhiều trường hợp sử dụng khác nhau, cung cấp tùy chọn hấp dẫn cho các nhà sản xuất thiết bị muốn triển khai trên mạng di động hiện tại.

4.3. Kết nối vô cùng linh hoạt

NB-IoT tận dụng công nghệ điều chế DSSS, công nghệ trải phổ LTE cho kết nối linh hoạt và có thể hoạt động ở băng tần 2G, 3G và 4G, loại bỏ sự cần thiết của cổng, giúp tiết kiệm chi phí về lâu dài.

4.4. Cải thiện phạm vi phủ sóng

NB-IoT có phạm vi phủ sóng trong nhà được cải thiện, hỗ trợ lượng lớn thiết bị thông lượng thấp, độ nhạy kém, tiêu thụ ít điện năng và kiến trúc mạng được tối ưu hóa, cực kỳ tiết kiệm chi phí.

4.5. Viettel là đại diện đầu tiên triển khai thành công NB-IoT

Theo công bố của Hiệp hội Di động Thế giới, Viettel hiện đang là đại diện của Việt Nam góp mặt trong danh sách 50 nhà mạng đầu tiên trên thế giới triển khai thành công công nghệ NB-IoT. Đặc biệt, Viettel cũng là đơn vị chuyên cung cấp các loại sim IoT theo yêu cầu của các doanh nghiệp.

Như vậy, qua bài viết trên bạn sẽ biết NB-IoT là gì cũng như có thể giải thích một phần về mặt kỹ thuật của công nghệ NB-IoT mà Viettel đang sử dụng tại Việt Nam.

Trong đó, nếu bạn có nhu cầu tư vấn hoặc trải nghiệm công nghệ NB-IoT của Viettel thì có thể liên hệ ngay với Viettelnet qua hotline 0866.222.900 – 0963.14.53.53 hoặc truy cập vào website: viettelnet.vn để biết thêm các thông tin chi tiết khác.