NB-IoT: connettività IoT affidabile ed efficiente in aree difficili

NB-IoT offre una lunga durata della batteria, una profonda penetrazione del segnale e una connettività scalabile per i dispositivi che trasmettono piccole quantità di dati con scarsa frequenza. Sostenuta dall'iniziativa GSMA Mobile IoT e standardizzata dal 3GPP, NB-IoT è ora ampiamente riconosciuta come una delle tecnologie LPWAN più robuste disponibili per le applicazioni IoT industriali e di utilità.

Com4 ha potenziato NB-IoT combinandolo con una SIM IoT multimodale che consente di passare senza soluzione di continuità dalle reti NB-IoT, LTE-M, 4G, 3G e 2G con un unico piano tariffario. Questa flessibilità garantisce la continuità del servizio oltre confine, anche nei mercati in cui il roaming NB-IoT non è ancora disponibile.

Tabella dei contenuti

Cos'è l'NB-IoT?

Panoramica tecnica di NB-IoT

NB-IoT vs LTE-M vs 2G/3G/4G

Vantaggi principali di NB-IoT

Limitazioni di NB-IoT

Copertura Com4 NB-IoT

Casi d'uso esemplificativi

Sicurezza in NB-IoT

Perché scegliere Com4 per le implementazioni NB-IoT

Cos'è l'NB-IoT e perché è importante

NB-IoT è uno standard LPWAN (Low Power Wide Area Network) sviluppato appositamente per le applicazioni IoT. Basato sullo spettro LTE con licenza, è progettato per connettere dispositivi stazionari che devono funzionare per anni senza manutenzione e sono spesso collocati in aree in cui la copertura è limitata, come scantinati, locali di servizio sotterranei, aree rurali remote o all'interno di complessi industriali. Utilizzando una banda di frequenza stretta e tecniche avanzate di ripetizione del segnale, NB-IoT raggiunge un'eccezionale penetrazione in ambienti interni e sotterranei, cosa che le reti cellulari tradizionali come 2G, 3G e persino 4G LTE spesso non possono eguagliare.

Questa tecnologia è particolarmente utile per i dispositivi che trasmettono piccole quantità di dati periodicamente piuttosto che continuamente, come i contatori dell'acqua che inviano i dati di utilizzo una volta al giorno o i sensori ambientali che riportano le letture ogni poche ore. Questa efficienza è ottenuta grazie a modalità di risparmio energetico avanzate come la modalità di risparmio energetico (PSM) e la ricezione discontinua estesa (eDRX), che consentono ai dispositivi di "dormire" per periodi prolungati senza consumare molta energia della batteria.

Panoramica tecnica di NB-IoT

NB-IoT è una specifica 3GPP Release 13 progettata per applicazioni IoT stazionarie, a basso consumo e a bassa velocità di trasmissione dei dati. A differenza delle tecnologie LPWAN senza licenza, opera nello spettro LTE con licenza, garantendo prestazioni prevedibili e sicurezza di livello carrier.

Tabella 1: Caratteristiche tecniche di NB-IoT

Fonte: Iniziativa GSMA Mobile IoT, specifiche 3GPP Release 13

NB-IoT vs LTE-M vs 2G/3G/4G

LTE-M e NB-IoT sono entrambi standard LPWAN, ma rispondono a esigenze IoT diverse.

Tabella 2: Confronto tra NB-IoT, LTE-M e le tecnologie legacy 2G/3G/4G per la connettività IoT

I principali vantaggi di NB-IoT

Copertura estesa

NB-IoT offre un miglioramento del budget di collegamento di ~20 dB rispetto al GSM, consentendo la connettività in scantinati, tunnel e aree urbane dense.

Lunga durata della batteria

I dispositivi che utilizzano NB-IoT possono funzionare fino a 10 anni con una sola batteria con cicli di lavoro ridotti.

Elevata scalabilità

Ogni cella NB-IoT può supportare decine di migliaia di dispositivi, rendendola adatta a implementazioni su larga scala di smart city e utility.

Efficienza dei costi

I moduli NB-IoT sono più semplici e più economici dei moduli LTE Cat-1 o 5G e si prevede che i costi continueranno a diminuire con l'aumento dell'adozione.

Sicurezza e affidabilità

Utilizza gli stessi meccanismi di autenticazione e crittografia di livello LTE delle reti cellulari tradizionali.

Limitazioni di NB-IoT

• Supporto debole per la mobilità: NB-IoT non offre un solido supporto per la mobilità. Sebbene sia in grado di mantenere le connessioni per i dispositivi in movimento, non ha le capacità di handover continuo di tecnologie come LTE-M, il che comporta un potenziale degrado delle prestazioni e un aumento del consumo energetico quando i dispositivi si spostano tra le torri cellulari.
• Velocità di trasmissione dei dati limitata: Ottimizzato per i kilobit al secondo, non è adatto per l'IoT ad alta larghezza di banda.
• Latenza: Può raggiungere diversi secondi, rendendola inadatta alle applicazioni in tempo reale.
  Maturità del roaming: Il roaming internazionale NB-IoT è in espansione ma non ancora universale.

Copertura Com4 NB-IoT

Com4 fornisce un accesso NB-IoT dedicato in tutta Europa, con una forte presenza in:

• Norvegia e Svezia - implementazioni NB-IoT nazionali da parte dei principali operatori, che consentono la copertura anche in ambienti rurali e interni.
• Germania - NB-IoT a livello nazionale grazie alla partnership con Deutsche Telekom, che garantisce una qualità del servizio di livello carrier.
• Supporto paneuropeo - Copertura NB-IoT estesa attraverso molteplici reti di partner in tutta l'Europa centrale e orientale.

Tabella 3: Copertura Com4 per NB-IoT e SIM multimodale

Questo duplice approccio garantisce che le implementazioni IoT rimangano a prova di futuro e scalabili a livello globale, pur sfruttando le caratteristiche uniche di NB-IoT nei mercati in cui è disponibile.

Esempi di casi d'uso

• Smart Metering: contatori di gas, elettricità e acqua in installazioni sotterranee o interne.
• Monitoraggio ambientale: Misurazione a lungo termine della qualità dell'aria o del rumore nelle aree urbane.
• Agricoltura di precisione: Sensori del suolo e delle colture in campi remoti senza alimentazione.
• Monitoraggio delle apparecchiature industriali: Apparecchiature fisse in impianti di produzione.

Sicurezza in NB-IoT

Lasicurezza è una delle considerazioni più critiche in qualsiasi implementazione IoT. Molte applicazioni NB-IoT gestiscono dati sensibili o business-critical: dai contatori intelligenti che segnalano l'utilizzo dell'energia domestica ai sensori industriali che monitorano le condutture o le infrastrutture. Proteggere questi dati da intercettazioni, manipolazioni o accessi non autorizzati è essenziale non solo per la conformità, ma anche per la fiducia dei clienti e l'affidabilità operativa.

NB-IoT si basa sugli standard di sicurezza cellulare 3GPP, gli stessi che hanno protetto le reti mobili per decenni. A differenza delle tecnologie LPWAN senza licenza, come LoRaWAN o Sigfox, NB-IoT beneficia di un'infrastruttura gestita dall'operatore e di uno spettro con licenza, che garantiscono livelli più elevati di affidabilità e protezione. L'NB-IoT utilizza l'autenticazione basata su SIM, in cui ogni dispositivo è dotato di un'identità unica e resistente alle manomissioni. Ciò consente un'autenticazione forte e basata sull'hardware che impedisce lo spoofing o la clonazione dei dispositivi. Lo standard garantisce anche l'autenticazione reciproca, vale a dire che sia il dispositivo che la rete devono verificarsi a vicenda prima di iniziare la comunicazione, riducendo efficacemente il rischio di attacchi man-in-the-middle. Inoltre, i dati vengono crittografati durante la trasmissione, in genere con algoritmi a 128 bit, e la protezione dell'integrità della segnalazione garantisce che i messaggi non possano essere alterati senza essere rilevati.

Le linee guida GSMA per la sicurezza IoT forniscono ulteriori indicazioni per l'implementazione della protezione migliore della categoria nelle implementazioni IoT. Queste linee guida raccomandano un approccio stratificato alla sicurezza, a partire dalla gestione dell'identità univoca del dispositivo attraverso la tecnologia SIM, eSIM o iSIM, fino alla crittografia end-to-end che protegge i dati dal dispositivo fino al server applicativo. La GSMA sottolinea anche l'importanza di una gestione sicura del ciclo di vita, assicurando che i dispositivi possano essere forniti, aggiornati e infine dismessi in modo sicuro senza introdurre vulnerabilità. Vengono inoltre sottolineati i test e i monitoraggi regolari, poiché le implementazioni IoT spesso durano 10-15 anni e devono rimanere sicure di fronte all'evoluzione delle minacce e dei cambiamenti normativi.

Sebbene il framework 3GPP fornisca una solida base, Com4 migliora le implementazioni NB-IoT con ulteriori livelli di sicurezza, pensati per le applicazioni aziendali e mission-critical. Una di queste opzioni è l'uso di APN (Access Point Names) privati, che creano gruppi di utenti chiusi all'interno della rete cellulare, isolando efficacemente i dispositivi IoT dall'esposizione pubblica a Internet. Com4 supporta anche i tunnel VPN e IPsec, che stabiliscono canali sicuri e criptati tra i sistemi backend del cliente e la rete principale di Com4.

Per le organizzazioni che necessitano di una segmentazione avanzata, il traffico può essere separato per gruppi di dispositivi o applicazioni, garantendo che nessuna singola compromissione possa colpire un'intera flotta. Inoltre, i clienti Com4 hanno la possibilità di implementare la crittografia end-to-end a livello di applicazione, garantendo che le informazioni sensibili rimangano protette oltre il livello di trasporto cellulare.

Ai clienti che stanno pianificando implementazioni NB-IoT, Com4 raccomanda di seguire una serie di best practice per massimizzare la sicurezza. L'uso di credenziali SIM, eSIM o iSIM ottimizzate per l'IoT garantisce che le identità dei dispositivi rimangano resistenti alle manomissioni e sicure dal punto di vista hardware. Quando possibile, è opportuno utilizzare APN o VPN private per ridurre l'esposizione a Internet pubblica. Per le implementazioni particolarmente sensibili, si consiglia la crittografia end-to-end, in modo che anche se il traffico viene intercettato al di fuori del controllo dell'operatore, le informazioni rimangano inaccessibili. Le organizzazioni dovrebbero inoltre implementare il monitoraggio dei dispositivi e il rilevamento delle anomalie, in quanto modelli di traffico insoliti possono spesso segnalare un tentativo di compromissione. Infine, è fondamentale progettare aggiornamenti sicuri, assicurando che i dispositivi distribuiti per un lungo ciclo di vita possano essere patchati e protetti dalle nuove vulnerabilità scoperte.

In sintesi, NB-IoT offre uno degli ambienti più sicuri per la connettività IoT, sfruttando il solido quadro di sicurezza cellulare 3GPP. In combinazione con le best practice raccomandate dalla GSMA e con i miglioramenti di livello enterprise di Com4, come gli APN privati, le VPN e la crittografia end-to-end, le aziende ottengono una soluzione di connettività progettata per i massimi livelli di fiducia e resilienza. Ciò rende Com4 NB-IoT la scelta ideale per le applicazioni mission-critical in cui l'integrità dei dati, la privacy e l'affidabilità a lungo termine non possono essere compromesse.

Perché scegliere Com4 per le implementazioni NB-IoT

Con oltre 14 anni di esperienza nella connettività IoT, Com4 garantisce che le implementazioni NB-IoT siano:

• Sostenute da una guida esperta sulla selezione dei dispositivi e sulla compatibilità dei moduli.
• Supportate da modelli di prezzo prevedibili.
• Grazie a partnership con i principali operatori europei per la copertura e l'affidabilità.
• A prova di futuro con connettività multimodale per progetti internazionali.

NB-IoT rappresenta una delle soluzioni più affidabili e convenienti per la connessione di dispositivi IoT stazionari e a basso consumo di dati in ambienti con problemi di copertura. Supportato da standard sostenuti da GSMA e da implementazioni commerciali degli operatori in tutto il mondo, consente una penetrazione profonda, una lunga durata dei dispositivi e distribuzioni su larga scala a basso costo.

Se combinato con la SIM IoT multimodale e la copertura globale di Com4, NB-IoT diventa un'opzione di connettività versatile per settori come le utility, l'agricoltura, la produzione e le città intelligenti.

Per maggiori dettagli sull'NB-IoT e sulle implementazioni globali di Mobile IoT, visitate il sito Risorse dedicate di GSMA su NB-IoT e la Mobile IoT Deployment Map.