Olemme tehneet NB-IoT:n kanssa töitä jo kohta pari vuotta ja sen myötä meille on kertynyt kaikenlaista tietoa teknologian nykytilasta.

Kirjoitin tämän blogipostauksen viime vuonna tuomaan yhteen tietoa NB-IoT:n perusteista. Päivitin kirjoitusta 27.11.18 vastaamaan tämän päivän tilannetta erityisesti pilotti- ja verkkotilanteen osalta.

 

Taustaa

Yksinkertaistettuna NB-IoT tekee laitteille saman mitä GSM-teknologia sai aikaan 1990-luvulla kännyköille ja ihmisten väliseen kommunikaatioon. Kun Harri Holkeri soitti ensimmäisen GSM-puhelun Tampereelle Kaarina Suoniolle, käytössä oli ensimmäistä kertaa digitaalinen puhelintekniikka, joka mahdollisti oikeasti hyvän äänenlaadun ja kattavan verkon rakentamisen. Viimein saatiin kasaan kansainvälinen standardi, joka vastasi käyttäjien tarpeisiin ja palveluiden kehitys pääsi valtavaan vauhtiin.

Nyt sama homma tapahtuu laitteille. Jos kone tai mittari halutaan kytkeä verkkoon, mutta se on normaalin WLAN verkon kantaman ulkopuolella, tarvitaan pidemmän kantaman radioverkkoa. NB-IoT täydentää muita teknologioita ja tuo standardipohjaisen ratkaisun tähän ongelmaan.

Yritykset pystyvät parantamaan palveluitaan ja tuotteitaan, koska ne saa entistä halvemmalla ja luotettavammin kiinni verkkoon. Moni aikaisemmin hullu idea tulee taloudellisesti kannattavaksi. Tämä mahdollisuus kannattaa käyttää ideointiin ja kilpailukyvyn parantamiseen.

 

Miten LoRA, Sigfox ja NB-IoT liippaavat toisiaan?

Etäohjatut laitteet mittailevat asioita ja haluavat siirtää yleensä vain pieniä määriä dataa kerrallaan, joten niiden kannalta kännykkäverkot ovat yliampuvan tehokkaita. Laitteiden radioyhteyksiin tarvittavat komponentit ovat monimutkaisia ja kalliita, ja ne tyhjentävät laitteiden akut nopeasti. Laitteiden akkuja pitää käydä vaihtamassa ja tämä tietysti maksaa.

Kun sopivaa pidemmän kantaman radiostandardia ei ollut olemassa, syntyi monta yritystä, jotka kehittivät omaa radioteknologiaa ratkaisemaan tämän ongelman. Yleisesti tuttuja nimiä on esimerkiksi LoRa, Sigfox ja Weightless. Erilaisia teknologioita on paljon. Näistä puhutaan yleensä nimellä Low Power Wide Area Network (LPWAN).

Nämä teknologiat on optimoitu IoT-laitteiden tarpeita varten. Ne ovat edullisia, hyviä pienten datamäärien siirtoon, ja kuluttavat vain vähän energiaa. Laitteiden akut saadaan kestämään paljon pidempään. Heikkoutena on, että teknologia on joko yhden yrityksen hallussa, komponenttien valmistajia on rajallinen määrä tai verkkojen kattavuus ja liiketoiminamallit ovat kirjavia. Esimerkiksi Sigfox:ia varten alueellasi täytyy olla verkko-operaattori, joka pystyttää tukiasemaverkoston datan siirtoa varten. Toinen esimerkki on LoRa, jolla käyttäjä voi itse pystyttää oman verkon laitteitaan varten.

LPWAN-laitteilla datan saa liikkumaan mainiosti ja ne ovat teknisesti usein oikein hyviä IoT-sovelluksiin. Haasteina ovat verkon kattavuus ja liiketoimintamallit. NB-IoT hoitaa saman homman kännykkäverkkoihin pohjautuvalla tekniikalla ja ratkoo näitä haasteita.

 

NB-IoT toimii matkapuhelinverkkojen kautta

Standardina NB-IoT voidaan tuoda nykyisiin 4G-verkkoihin pelkällä ohjelmistopäivityksellä. Tämän vuoksi koko maan kattavuus pystytään rakentamaan nopeasti ja edullisesti. Samoin matkapuhelinoperaattoreilla on kovan kilpailun vuoksi intressi pitää verkkojensa laatu ja luotettavuus korkeana: jos puhelut pätkivät, asiakkaat valittavat siitä välittömästi.

Kun standardi on avoin, se antaa mahdollisuuden kilpailla isosta markkinasta. NB-IoT-tekniikan ympärille tulee tyrkylle paljon komponenttivalmistajia ja palveluntarjoajia. Ja tämä on tietysti asiakkaan kannalta hyvä asia. Isompien myyntimäärien kautta on saatavissa skaalaetua niin myyjille kuin ostajille.

 

Kokonaiskulut laskevat – lisää sovelluskohteita

Jotta digitalisointihommissa on järkeä, sen pitää olla tavalla tai toisella kannattavaa toimintaa.  Laitteen verkkoon kytkemisessä on karkeasti ottaen neljä tärkeää kustannuserää.

1. Laitteiden ostohinta (sensorit, prosessorit, modeemit ja muut hilppeet)

2. Datan siirtämisen kulut (mitä verkko-operaattori veloittaa per liittymä)

3. Laitteiden ja akkujen huoltokulut (visiitti maakuntaan maksaa aina useamman kympin, ellei satasia)

4. IoT-projektin kehityskulut per yksi kohde (simppelisti könttäsumma joka jaetaan kytkettyjen laitteiden määrällä)

Uuden tekniikan myötä laitteiden hinnat alenevat ja akkujen vaihtaminen vähenee oleellisesti (kohdat 1. ja 3.). Datansiirtokulut (2.) pysyvät kilpailun vuoksi kurissa. Tämä tarkoittaa, että yhä useampi kohde ja sovellusidea tulee taloudellisesti kannattavaksi. Ja tämä auttaa tietysti sitten kohdan 4 toteutumisessa.

Muita etuja

  • NB-IoT käyttää puhelinoperaattoreille varattuja taajuuksia joilla on vähemmän häiriösignaaleja. Näin palvelun laatu pysyy paremmin hanskassa.
  • Kuuluvuus on parempi niin ulkona kuin rakennusten sisällä. Verkot saadaan helposti kattamaan isompia alueita ja signaali on luotettavampi myös vähän vaikeammissa paikoissa: esimerkiksi vesimittareiden keskuskoppi jossain ison rakennuksen syövereissä.
  • IoT-data liikkuu 4G verkossa silloin, kun ei ole muuta liikennettä. Näin operaattoreiden on helpompi säätää verkot optimaalisiksi laitteiden datasiirtoa varten. Tämä auttaa laskemaan hintoja.
  • Datan siirtäminen on turvallisempaa, käytössä on matkapuhelinpuolen standardit.

 

Ensimmäiset pilotit liikkellä

Verkko-operaattorit Suomessa ja ulkomailla ovat avanneet NB-IoT verkkonsa kaupalliseen käyttöön. Samoin tärkeimmät komponenteista, modeemeista on saatavilla jo monenlaisia versioita isolta joukolta eri valmistajia. Näistä palasista pystyy jo rakentamaan täydellisiä kokonaisratkaisuja. Tällä hetkellä yritykset testaavat uusia NB-IoT konseptejaan ja palveluitaan, jotta ne näkevät mitkä ideat toimivat käytännössä.

Kun kokeiluista saatu oppi kerätään yhteen, pystytään varsinainen käyttöönotto tehdä turvallisin mielin. Silloin voidaan olla varmoja, että uusi ratkaisu on speksattu oikein ja sille löytyy asiakkaita.

 

Mitä NB-IoT liittymä sitten maksaa?

NB-IoT laitteitteet tarvitsevat toimiakseen dataliittymän samaan tapaan kuin tabletit tai vaikka 4G tikut. Käytännössä liittymä hoidetaan laitteeseen joko perinteisellä SIM-kortilla, piirilevylle kiinteästi ladottavalla ”SIM-komponentilla”. Tällä hetkellä puhelinoperaattorit julkaisevat niukalti yleispäteviä kuukausihintoja NB-IoT liittymille. Tyypillisesti he käyvät läpi asiakkaan kanssa datasiirtotarpeet kokonaisuutena liittymämääristä, siirrettävästä datamäärästä, siirtojen tiheydestä jne. Tämän perusteella tekevät sitten tarjouksen. Asiakkaiden datasiirtomäärät ja -taajuudet vaihtelevat paljon ja sen vuoksi tämä lähestyminen lienee perusteltua.

Yleisenä nyrkkisääntönä voidaan pitää että 20MB/kk siirtämiseen oikeutettu liittymä maksaa alle euron kuukaudessa. Tele2:lla on mielenkiintoinen lähestymiskulma, jossa NB-IoT dataliittymä 10 vuoden ajalle ja 1GB datamäärälle maksaa 10€. Tämäntyyppinen hinnoittelu helpottaa asiakkaan elämää koska laitteen datasiirtokulut voi ennakoida tarkasti etukäteen.

 

UnSeen auttoi DNA:ta ensimmäisen NB-IoT ratkaisun kanssa

Me olimme mukana tekemässä DNA:n ensimmäistä live-verkon testiä NB-IoT-tekniikalla. Rakensimme laitteen, jolla pystyy mittaamaan lämpötiloja ja ilmanpainetta Keskon tiloissa. Data toimitettiin Talotohtori-palveluun, jonka kautta tietoa voi käyttää hyväksi toiminnan ohjaamiseen. Kesko haluaa alentaa energiankulutusta kaikessa toiminnassaan ja uusi tekniikka tuo tarjolle mahdollisuuksia, joita ei aikaisemmin ollut.

 

Mikäli sinulle tuli mieleen kysyttävää tai tarvitset apua NB-IoT-konseptien miettimisessä, ota yhteyttä:

Esa Alanen 050-4874092 (esa.alanen@unseen.fi).

 

 

 

 

Jatka lukemista muiden artikkelien parissa