Extreem stroomzuinig

Energiezuinig netwerk

Een bijzondere eigenschap van ons IoT netwerk is de extreem lage hoeveelheid energie die nodig is om je sensor data van je device naar je eigen coud omgeving te versturen. Hierdoor ben je onafhankelijk van vaste stroomaansluiting en kan je device jaren lang draaien op een batterij. Een device kan zo wel 5 tot 10 jaar lang werken op twee AA-batterijen.

NB-IoT is ontwikkeld voor data communicatie over grote afstand met een zo laag mogelijk energieverbruik. Twee van de energieverbruik optimalisaties binnen NB-IoT zijn Power Saving Mode (PSM) en Extended Discontinuous Reception (eDRX). Daarnaast is de Periodic Tracking Area Update(TAU) aangepast ten opzichte van 4G, zodat deze TAU minder vaak hoeft plaats te vinden en zo het energieverbruik kan verlagen.

PSM

Met behulp van de PSM kan de radio module in het device voor 310 uur in slaap worden gezet. Tijdens die slaaptijd is het energieverbruik enkele microampères. Het device zal gedurende die tijd niet met het netwerk communiceren. Als het device wel data wil versturen, bijvoorbeeld omdat een sensor een meting heeft gedaan die boven een bepaalde waarde uitkomt, dan kan de radio module automatisch uit slaapstand komen en direct de gewenste data over het netwerk doorsturen zonder eerst weer een connectie te hoeven opzetten met authenticatie en authorisatie. De security blijft in stand in het netwerk tijdens het ‘slapen’. Door deze slaaptijd zo optimaal mogelijk te regelen wordt het energieverbruik tot een minimum beperkt.

eDRX

Voor sommige use cases, waarbij het device vooral data vanuit het netwerk ontvangt en vrijwel geen data verstuurt, kan het tijdstip dat het device naar het netwerk luistert worden aangepast. Deze ‘luisterafspraak’ tussen het device en het netwerk kan met eDRX van iedere 10 seconden worden verlengd tot eens in de drie uur. Voorbeelden van deze use cases zijn systemen zoals een irrigatiesysteem, die dan van afstand kunnen worden bediend.

Long Periodic TAU

Een device dient eens in de zoveel tijd een Tracking Area Update te geven aan het netwerk zodat het netwerk weet dat dit device nog ‘in leven’ (Alive) is en met welke cell deze het laatste heeft gecommuniceerd. Ook worden de security keys snel geupdate.

Voor ons IoT netwerk vindt deze TAU nu eens in de 310 uur plaats en zal binnenkort instelbaar zijn zodat je deze minder frequent kunt laten plaatsvinden. De TAU hangt samen met de PSM. Nadat de PSM afloopt zal er automatisch een TAU plaatsvinden om het netwerk te laten weten dat het device nog een verbinding met het netwerk heeft (en moet behouden). Als dit niet gebeurt, dan zal er opnieuw een netwerk attach moeten plaatsvinden. Dit duurt langer en verbruikt meer tijd (en energie).