Test het netwerk

Will it connect?

Narrow Band IoT is een nieuwe netwerktechnologie voor het Internet of Things. T-Mobile is een van de eerste providers met landelijke dekking. Voor IoT zijn stabiliteit, stroomverbruik en dekking (op de meest afgelegen plekken) cruciaal. Daarom onderwerpen we in deze FutLab het kersverse netwerk aan de meeste extreme testen. Met als hamvraag: Will It Connect?

Innovatie begint met nieuwsgierigheid

Binnen T-Mobile is het IoT team een wat vreemde eend in de bijt. Het team opereert met veel vrijheid en daadkracht. Je vindt ze zelden aan vergadertafels en des te vaker tijdens MeetUps in obscure fabriekshallen met uitvinders, visionairs en andere IoT-ontdekkingsreizigers. Het doel: NarrowBand en IoT aanslingeren door concrete actie, samen met de mensen die er nu en straks echt mee gaan werken.

Jeroen Poelman is er verantwoordelijk voor de marktontwikkeling. Op een goede dag klopt hij aan bij FutureLab. Of we samen het nieuwe netwerk zo open en eerlijk mogelijk kunnen testen. Dikke ja natuurlijk, haal de labjassen maar uit de kast.

Jeroen Poelman
Jeroen Poelman Markt ontwikkeling T-Mobile

De uitdaging

Even de basics: NarrowBand IoT (NB-IoT) is een nieuwe standaard in radiotechnologie. Het is een low power, wide area netwerktechnologie. Dat betekent dat je met minimaal stroomverbruik over een grote afstand, kleine datapakketjes kan versturen.

Niet handig voor menselijk gebruik (= veel data), maar ideaal voor het Internet of Things. NB-IoT is gemaakt voor communicerende apparaten en die hebben doorgaans weinig data nodig. Even de temperatuur doorgeven, de luchtdruk, het vochtigheidspercentage etc. In de meeste gevallen gaat het om een paar cijfertjes. Apparaten zijn kort van stof. Daar kan je zeurende buurman nog wat van leren.

Maar waar je je zeurende buurman niet weg stopt in een kelder, een afgelegen natuurgebied, boven op een zendmast of misschien wel onder het wegdek, doe je dat bij apparaten wel. Het Internet of Things komt pas van de grond als de bereikbaarheid van het netwerk nagenoeg grenzeloos is. Je apparaten moeten vanaf de gekste, meest afgelegen plekken kunnen communiceren.

Daar ligt onze challenge. Wij gaan testen of het kersverse NarrowBand IoT van T-Mobile up to the task is. Bereikbaarheid is daarbij een cruciale factor, maar we meten ook zaken als stabiliteit en stroomverbruik. Je wil niet iedere drie maanden een batterij moeten vervangen van een sensor in een giertank. Een keer per zeven jaar is dan al meer, maar dan ook echt meer dan voldoende.

Zeg hallo tegen ons testapparaat

Stap 1: het bouwen van een signaaltester. We hadden onszelf als doel gesteld om die te bouwen met standaard beschikbare componenten. Eric, onze netwerkexpert van het IoT team, wilde bovendien een apparaat zonder solderen of moeilijke bedrading. Hij kwam op het fraaie plan om drie boards op elkaar te plakken;

  • arduino Leonardo basis voor de mcu
  • arduino schild voor de modem, GPS en andere sensoren
  • een extra schild voor het Lcd-scherm*

* Normaal gesproken is een beeldscherm binnen een IoT-oplossing uit den boze vanwege het stroomverbruik. Voor deze test maakten we een uitzondering. We willen namelijk de ​​directe relatie tussen een sensor en zendapparaat kunnen visualiseren.

T-Mobile

Kom maar door met die uitdagingen

We kunnen zelf wel een paar leuke uitdagingen bedenken, maar wie zijn wij om onszelf te testen. Beter doe jij dat. Binnen deze FutLab bepaal jij wat we gaan doen. Hou je niet in: op welke vergezochte plekken wil jij kijken of we een connectie met NB-IoT kunnen maken?

Of misschien wil je zelf aan de slag. Inmiddels zijn de eerste simkaarten voor ons NB-IoT netwerk verspreid. Ben jij in het bezit van een simkaart en ben je mooie dingen aan het doen? Vertel ons vooral je bevindingen. Deze FutLab staat open voor elke mafketel die het NB-IoT tot in haar naadje wil uitdagen.

 

Eerste challenge: onder de grond

Er zijn legio toepassingen voor IoT waarbij de sensoren onder de grond zitten: in dijken, het wegdek, putten, kanalen. De eerste uitdagingen die we kregen, gingen dan ook daar over.

De hamvraag: hoe goed en tot hoe diep in de grond heeft het NB-IoT netwerk bereik?

Test opzet

We stoppen een zender (in een pvc-buis) op verschillende dieptes in de grond. We doen dit in Sittard, op het terrein van BOELS, waar de grond dik en ingeklonken is.

We testen de sterkte van het signaal in Decibel. De decibel, symbool dB, is geen eenheid, maar een verhouding op een logaritmische schaal. 0 dB staat voor de verhouding 1, dus gelijkheid. Elke verhoging met 1 decibel betekent een vergroting in vermogen of energie met een factor 10.

In ons geval kijken we naar dBm. De “m” voor een referentiewaarde 1 milliwatt. Dit dient als referentie van het signaal vermogen ten opzichte van 1 milliwatt.

Bij ons neemt het vermogen echter af.  Op het moment van uitzenden, direct bij de zendmast is het signaal 0 dBm. Er is dan geen verlies. Wanneer het signaal zwakker wordt, neemt de verstoring toe. Bij -114 dBm is het signaal te zwak om nog een goede connectie te kunnen maken. Als het signaal -114 dBm is, kunnen we zeggen dat de verbinding op die diepte niet mogelijk is. Dan is er wel signaal maar net niet meer betrouwbaar genoeg. Bij -113 is het dus helemaal prima voor kleine pakketjes.

Test uitslag

Hoe het uitpakt? Zie het filmpje en de tabel. Korte conclusie: tot een meter onder de grond komt het signaal goed door! Dat is bij de meeste toepassingen diep zat. Sterker nog: bij de meeste toepassingen is een meter lang niet nodig.

 

Diepte 30 centimeter -85 dBm
Diepte 50 centimeter -105 dBm
Diepte 100 centimeter -110 dBm
Diepte 1 meter + bult zand erop -112 dB

Tweede challenge: in de lucht

We kregen al snel een paar mooie uitdagingen op hoogte. Iemand wilde zonnecellen op het dak uitlezen. Een andere uitdager wilde de vibraties van een windmolenpark uitlezen. Een derde fantaseerde over sensoren op kranen.

We zagen maar één, oersaaie, oplossing om de hoogtechallenge te tackelen: een helikopter.

Test opzet

We vliegen met de helikopter op verschillende hoogtes en meten telkens het aantal dBm (zie uitleg bij eerste challenge). We kijken ook of het uitmaakt of we ons boven water of land bevinden en hoe snel we vliegen.

Test uitslag

Zie filmpje en tabel. Tot een hoogte van 250 meter maken we snel en stabiel contact met het NB-IoT netwerk. Wil je hoger? Respect…

Hoogte 50 meter -87,5 dBm
Hoogte 100 meter -90 dBm
Hoogte 250 meter -92,5 dBm

Derde challenge: in de bunker

Deze uitdaging kwam van een diepgewortelde cynicus uit ons eigen team. Een bunker, gemaakt om wat buiten is buiten te houden en wat binnen is, binnen. Met andere woorden: deze is pittig, heel pittig.

Test opzet

We duiken in Fort Vechten een bunker in. We meten tot hoe ver in de bunker er nog steeds verbinding is.

Okay….. ging niet 100% goed. De eerste meters in de bunker zien we connectie en zien we data pakketjes aankomen. Maar vanaf ongeveer 10 meter in de bunker kunnen we niet alle verstuurde data pakketjes terug vinden in de database. Het testapparaat geeft wel signaal aan. Maar we weten dus niet 100% zeker tot hoe ver in de bunker het netwerk werkt.

WE NEED YOU! Help mee testen, bouw je eigen testapperaat en test met ons mee!

Heb jij een baanbrekend idee? Samen zetten we jouw start-up in de volgende versnelling!
Meld start-up aan