NB-IoT (Narrowband Internet of Things) – giải pháp kết nối dành riêng cho các thiết bị IoT với khả năng truyền dữ liệu ổn định, tiết kiệm năng lượng và hoạt động trên diện rộng. Bài viết sau đây ATPro Corp sẽ nêu rõ NB-IoT là gì, công nghệ này có những đặc điểm nổi bật nào và được ứng dụng ra sao trong thực tế sản xuất? Việc tìm hiểu về NB-IoT sẽ giúp làm rõ vai trò và tiềm năng của công nghệ này trong quá trình chuyển đổi số của ngành công nghiệp hiện đại.

Khái niệm NB-IoT là gì?

NB-IoT, viết tắt của Narrowband Internet of Things, là một công nghệ kết nối không dây băng hẹp được chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP. Hướng đến việc phục vụ các hệ thống và thiết bị IoT cũng như các mô hình truyền thông giữa máy với máy (M2M). Công nghệ này tận dụng hạ tầng mạng di động LTE sẵn có, đồng thời được thiết kế lại để phù hợp với các thiết bị. Chỉ cần truyền lượng dữ liệu nhỏ, tiêu thụ ít năng lượng và vẫn hoạt động ổn định trong những khu vực có chất lượng sóng kém.

Xem nhanh top sản phẩm tốt được nhiều người tin dùng tại ATPro

Đặc điểm nổi bật của công nghệ NB-IoT

Việc tiêu thụ điện năng thấp

NB-IoT được phát triển với mục tiêu giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng, cho phép các thiết bị IoT vận hành ổn định trong thời gian dài mà không cần thay hoặc sạc pin thường xuyên. Công nghệ này đạt được hiệu quả đó nhờ tích hợp các cơ chế quản lý năng lượng tiên tiến như PSM và eDRX.

• PSM (Power Saving Mode) cho phép thiết bị chuyển sang chế độ nghỉ sâu trong thời gian dài, lên đến nhiều ngày, nhưng vẫn giữ trạng thái đăng ký với mạng.
• eDRX (Extended Discontinuous Reception) giúp kéo dài chu kỳ thiết bị lắng nghe tín hiệu từ mạng, từ đó hạn chế việc tiêu thụ năng lượng không cần thiết.

Kiến trúc mạng NB-IoT

Mạng NB-IoT được xây dựng nhằm đáp ứng yêu cầu kết nối đơn giản, ổn định và tiết kiệm năng lượng cho các thiết bị IoT. Cấu trúc của hệ thống gồm các thành phần cơ bản sau:

• Thiết bị đầu cuối: Là các thiết bị IoT như cảm biến, đồng hồ đo, thiết bị theo dõi… Các thiết bị này tích hợp module NB-IoT và sử dụng SIM của nhà mạng để kết nối và xác thực với hệ thống.
• Trạm thu phát sóng: Đóng vai trò truyền và nhận tín hiệu không dây giữa thiết bị IoT và mạng trung tâm. Trạm được tối ưu để hoạt động với băng thông nhỏ và công suất phát thấp, phù hợp với đặc thù của NB-IoT.
• Mạng lõi NB-IoT: Là phần trung tâm của hệ thống, chịu trách nhiệm quản lý kết nối, điều phối luồng dữ liệu, đảm bảo an toàn thông tin và duy trì hoạt động ổn định của toàn mạng.
• Máy chủ NB-IoT: Nơi tiếp nhận, lưu trữ và xử lý dữ liệu từ các thiết bị IoT. Máy chủ có thể đặt tại chỗ hoặc trên nền tảng đám mây, hỗ trợ phân tích dữ liệu và kết nối với các hệ thống khác thông qua API.
• Ứng dụng người dùng: Là các phần mềm khai thác dữ liệu NB-IoT để phục vụ giám sát, quản lý, điều khiển hoặc phân tích. Các ứng dụng này chạy trên web, thiết bị di động hoặc tích hợp vào hệ thống quản lý sản xuất hiện có.

Có vùng phủ sóng rộng

NB-IoT vẫn duy trì kết nối ổn định tại những nơi khó bắt sóng như trong nhà, tầng hầm hoặc khu vực bị che chắn, nhờ tận dụng hạ tầng mạng di động 4G sẵn có.
Công nghệ này được thiết kế để tăng cường độ phủ sóng cho các thiết bị IoT. Giúp các thiết bị vẫn kết nối được ngay cả khi môi trường có nhiều vật cản hoặc chất lượng sóng thấp.
Việc triển khai NB-IoT dựa trên các trạm phát 4G/LTE hiện hữu, vì vậy hiệu quả hoạt động sẽ bị hạn chế ở những khu vực chưa có mạng 4G.
Để thích ứng với từng điều kiện mạng, NB-IoT hoạt động theo ba hình thức khác nhau:

• Chế độ độc lập: Sử dụng một băng tần riêng, tách biệt hoàn toàn với LTE, không ảnh hưởng đến các dịch vụ di động khác.
• Chế độ dải bảo vệ: Khai thác các khoản tần ít được sử dụng giữa các kênh LTE, giúp tránh nhiễu và xung đột tín hiệu.
• Chế độ trong băng: Hoạt động trực tiếp trong băng tần LTE, dùng chung hạ tầng nhưng vẫn đảm bảo kết nối ổn định cho thiết bị IoT.

NB-IoT bảo mật cao

NB-IoT là công nghệ IoT có mức bảo mật cao vì sử dụng hạ tầng mạng di động của nhà mạng. Thiết bị được xác thực bằng SIM, dữ liệu được mã hóa khi truyền, và hệ thống quản lý tập trung giúp hạn chế nghe lén hay giả mạo. Nhờ đó, NB-IoT phù hợp cho các ứng dụng cần độ an toàn cao như công tơ thông minh, smart city và giám sát công nghiệp.

NB-IoT ứng dụng thực tế trong sản xuất

• Theo dõi tài sản và hậu cần:
  Nhờ tiêu thụ ít điện và hoạt động tốt trong nhà xưởng, kho bãi, NB-IoT phù hợp để theo dõi tài sản có giá trị và giám sát hàng hóa, giúp doanh nghiệp quản lý chuỗi cung ứng hiệu quả hơn.
  
• Internet vạn vật công nghiệp (IIoT):
  NB-IoT giúp giám sát máy móc từ xa, phát hiện sớm hỏng hóc và lên kế hoạch bảo trì hợp lý, từ đó giảm thời gian ngừng máy và chi phí vận hành.
• Nông nghiệp thông minh:
  Các cảm biến NB-IoT hỗ trợ theo dõi đất, thời tiết, hệ thống tưới và vật nuôi, giúp nông dân nâng cao năng suất và sử dụng tài nguyên hiệu quả.
• Thành phố thông minh:
  NB-IoT được dùng cho đèn đường thông minh, quản lý rác thải, bãi đỗ xe và giám sát môi trường, góp phần xây dựng đô thị hiện đại và bền vững.
• Nhà thông minh và tòa nhà:
  Công nghệ này hỗ trợ các hệ thống như quản lý điện năng, an ninh và điều hòa môi trường trong nhà ở và văn phòng.
• Hệ thống đo lường thông minh:
  NB-IoT cho phép triển khai công tơ điện, nước thông minh, giúp ghi số và lập hóa đơn tự động, chính xác, giảm chi phí vận hành.
• Thiết bị đeo và chăm sóc sức khỏe:
  Nhờ tiết kiệm năng lượng, NB-IoT phù hợp cho thiết bị đeo và theo dõi sức khỏe từ xa, hỗ trợ chăm sóc bệnh nhân hiệu quả hơn.

Xem thêm: Thiết bị tự động hóa: Lợi ích và cách lựa chọn phù hợp

NB-IoT là công nghệ kết nối IoT hiện đại, nổi bật với khả năng phủ sóng rộng, tiêu thụ năng lượng thấp và bảo mật cao. Nhờ những đặc điểm này, NB-IoT đang được ứng dụng ngày càng hiệu quả trong lĩnh vực sản xuất, từ giám sát máy móc, quản lý tài sản đến tối ưu vận hành và bảo trì dự đoán. Việc triển khai NB-IoT giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất, giảm chi phí, là nền tảng quan trọng cho quá trình chuyển đổi số và phát triển sản xuất thông minh, bền vững trong tương lai.

Tham khảo ngay các sản phẩm đang được bán chạy nhất tại ATPro