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1NCE IoT Basics

1. NarrowBand IoT

Bei NarrowBand IoT (NB-IoT) handelt es sich um einen Mobilfunkstandard, der speziell für das Internet der Dinge (IoT, Internet of Things) entwickelt und optimiert wurde. Er basiert auf vorhandene LTE-Mobilfunktechnologie und ermöglicht die Vernetzung von Geräten und Maschinen bei hoher Funkabdeckung sowie einen sehr geringen Energieverbrauch.

Dank der sogenannten Coverage Extension ist die Funkversorgung bei NB-IoT auch an schwer zugänglichen Orten wie in Kellerräumen gegeben. Es handelt sich bei NB-IoT um eine LPWA-Technologie (Low Power Wide Area), die im regulierten Mobilfunkspektrum sendet. Die technische Bezeichnung für NB-IoT ist LTE Cat NB1.

Der Mobilfunkstandard NB-IoT wird bereits von vielen MNOs (Mobile Network Operator) angeboten und kontinuierlich weiter ausgebaut. Eine aktuelle Auflistung der Länder und der jeweiligen Mobilfunkanbieter, die NB-IoT anbieten oder ausbauen, findet sich unter: https://www.gsma.com/iot/mobile-iot-commercial-launches/

1NCE greift auf das NB-IoT-Netz der Deutschen Telekom zurück und bietet hier eine nahezu komplette Netzabdeckung.

NB-IoT wurde primär für stationäre Endgeräte wie Smart Meter entwickelt und unterstützt keine durchgängige Verbindung beim Funkzellenwechsel. Nach einem Funkzellenwechsel muss die Verbindung immer wieder neu aufgebaut werden. Mit einigen Einschränkungen kann NB-IoT auch für die Vernetzung beweglicher Objekte genutzt werden.

Beim Verbindungsaufbau zu NB-IoT mit einer 1NCE SIM-Karte ist darauf zu achten, dass die Telekom Deutschland das LTE-Band 8 für die NB-IoT-Kommunikation nutzt. Das NB-IoT Modul muss dazu auf das Band 8 konfiguriert und das Netzwerk der Telekom Deutschland zugewiesen werden.

Zum besseren Verständnis erläutert nachfolgend ein Konfigurationsbeispiel den Verbindungsaufbau anhand des Quectel Moduls “BG96“ mit den benötigten AT-Kommandos:
Konfiguration des Band 8 der Telekom Deutschland: AT+QCFG=”band”,0,0,80,1
Zuweisung Netzwerk der Telekom Deutschland (26201): AT+COPS=1,2,”26201″,9

2. Länderabdeckung der 1NCE

Die Konnektivität von 1NCE wir kontinuierlich über Europa hinaus ausgebaut.

Aktuell umfasst der 1NCE Footprint mit den Funkstandards NB-IoT, 2G, 3G und 4G alle Länder des europäischen Kontinents (außer Türkei und Moldawien) und zusätzlich Russland, Weißrussland sowie die Ukraine. Darüber hinaus kann die 1NCE SIM-Karte auch in den USA und China eingesetzt werden, – allerdings nur bei Anwendungen, die sogenanntes ‚non-permanent Roaming‘ benötigen. Die Übersichtskarte der 1NCE zeigt die aktuelle Verfügbarkeit in ganz Europa sowie USA und China. Eine detaillierte Liste der aktuellen Länderabdeckung und der unterstützten Funkstandards ist auch in der Leistungsbeschreibung sowie der Website der 1NCE zu finden.

Der Mobilfunkstandard NB-IoT wird bereits von vielen MNOs (Mobile Network Operator) angeboten und kontinuierlich weiter ausgebaut. Eine aktuelle Auflistung der Länder und der jeweiligen Mobilfunkanbieter, die NB-IoT anbieten oder ausbauen, findet sich unter: https://www.gsma.com/iot/mobile-iot-commercial-launches/

1NCE greift auf das NB-IoT-Netz der Deutschen Telekom zurück und bietet hier eine nahezu komplette Netzabdeckung.

Bei einer Grenzüberschreitung zwischen zwei Ländern, die durch den 1NCE Footprint abgedeckt sind, erlaubt die 1NCE SIM-Karte eine reibungslose Konnektivität. Diese funktioniert allerdings nur auf den Funkstandards 2G, 3G und 4G. NB-IoT unterstützt generell nicht den sogenannten „Seamless cell handover“, sprich den reibungslosen Konnektivitätsfluss während des Funkzellenwechsels. In diesem Fall bricht die Verbindung ab und muss neu aufgebaut werden. Außerdem muss beachtet werden, dass NB-IoT noch nicht in allen 1NCE Footprint-Ländern unterstützt wird.

Über den Partner Deutsche Telekom hat 1NCE zwei oder mehr Partnernetze pro Land im angebotenen 1NCE Footprint, um die Grundabdeckung sicherzustellen.

3. Datenverbrauch

Die 1NCE Lifetime Fee beinhaltet 500 MB Datenvolumen und 250 SMS für einen Zeitraum von maximal 10 Jahren und stellt eine Datenverbindung über NB-IoT, 2G, 3G und 4G zur Verfügung.

Das inkludierte Datenvolumen wird auf 1kByte genau gemessen und abgerechnet. Dabei werden sowohl sogenannte Overhead-Daten, die durch die Verwendung der jeweils benutzten Protokolle wie UDP oder TCP entstehen, mit eingerechnet, als auch natürlich der eigentliche Payload (die Nutzdaten). Es werden alle Transportdaten zwischen dem Device bzw. dem Modem bis zur Applikation berechnet. Dies umfasst sowohl Uplink- als auch Downlink-Datenpakete.

Für die Datenübermittlung im 1NCE-Netzwerk und in den Roaming-Partnernetzen der 1NCE werden die jeweiligen Sicherheitsmechanismen der verschiedenen Mobilfunkstandards angewendet. Die Datenübertragungen über das Internet zum IoT-Applikationsserver können durch eine VPN-Verbindung gesichert werden.

Bei der 1NCE ist der openVPN Client bereits standardmäßig in der 1NCE Lifetime Fee enthalten, während eine IPSec Lösung gegen Aufpreis angeboten wird.

Im Gegensatz zu Mobilfunktarifen im Konsumentenumfeld kann es durchaus vorkommen, dass IoT und M2M Geräte teilweise über sehr lange Zeiträume keine Datenübertragungen vornehmen. Die 1NCE Lifetime Fee wird dieser besonderen Anforderung gerecht und erlaubt IoT Anwendern ihre Geräte bis zu maximal 18 Monate inaktiv zu lassen. Dies deckt zum Beispiel auch die Maximaldauer des NB-IoT-Ruhemodus ab.

Sofern eine SIM-Karte das inkludierte Volumen von 500 MB noch vor Ablauf des Aktivierungszeitraums von 10 Jahren aufgebraucht hat, bleibt diese für maximal weitere 18 Monate aktiviert. In diesem Zeitraum hat der Kunde die Möglichkeit, ein weiteres Datenvolumen von 500 MB nachzubestellen. Sofern innerhalb dieser 18 Monate keine solche Nachbuchung weiteren Datenvolumens erfolgt, wird die SIM-Karte automatisch vom System mit Wirkung zum Ablauf des 18. Monats deaktiviert.

Der Erwerb von weiterem Datenvolumen ist jeder Zeit möglich. Sofern die 500 MB, die in der 1NCE Lifetime Fee inkludiert sind, aufgebraucht sind, kann man weitere 500 MB für abermals 10 EUR (netto) erwerben. Eine solche Nachbestellung ist natürlich auch zu jedem anderen Verbrauchstand möglich. Der Aktivierungszeitraum von 10 Jahren bleibt davon unberührt. Der Kunde erhält für jede SIM-Karte, deren Datenverbrauch 80% des in der 1NCE Lifetime Fee inkludierten Volumens (500 MB) erreicht hat, automatisch eine Mitteilung zum Verbrauchsstand sowie einen Hinweis auf die Nachbuchungsoption für weitere 500 MB.

Vor dem Ablauf der 10-jährigen Vertragslaufzeit wird ein Kunde frühzeitig von 1NCE informiert, dass ein Ende der vereinbarten Laufzeit bevorsteht. Wenn der Kunde ab diesem Zeitpunkt ein weiteres Top-Up (Aufladung) zu den zu diesem Zeitpunkt geltenden Konditionen bucht, wird damit sein Vertrag entsprechend dieser Konditionen verlängert.
Zudem hat ein Kunde die Möglichkeit, innerhalb der ersten 12 Monate nach Ablauf der Vertragslaufzeit seine SIM-Karte zu den dann geltenden Konditionen zu reaktivieren. Nach Ablauf dieser Übergangszeit, endet der Vertrag für die entsprechende SIM-Karte endgültig, ohne dass es einer Kündigung bedarf.

1NCE APN

Die 1NCE Lifetime Fee beinhaltet bereits Zugang zur 1NCE M2M/IoT APN ohne zusätzliche Kosten. Mobile M2M/IoT Geräte können sich über den APN zur M2M/IoT Anwendung des Kunden verbinden. Hierbei erhält das mobile M2M/IoT Gerät eine fest zugeordnete private IP-Adresse vom 1NCE Netzwerk.

Aus diesem Grunde muss auf dem Gerät mit der 1NCE SIM Karte der 1NCE APN gesetzt werden, um dieses mit dem 1NCE Netzwerk zu verbinden. Der 1NCE APN, unabhängig ob 2G, 3G, 4G, oder NB-IoT, lautet: iot.1nce.net

Mehr Info: APN_Documentation 

SMS Funktionalität

Die 1NCE Lifetime Fee beinhaltet 250 SMS. Die SMS kann sowohl als so genannte Mobile Terminated (MT) oder Mobile Originated (MO) SMS versendet werden. SMS-Nachrichten, die von einem Endgerät an ein anderes Endgerät gesendet werden, werden nicht unterstützt.

Textnachrichten sind jedoch für Weckmeldungen von der IoT-Anwendung (anwendungsorientierte SMS) zum Endpunkt (mobile terminated) relevant. Daher wird das Senden und Empfangen von Textnachrichten zwischen SIM-Kartengeräten und Server unterstützt.
Im 1NCE Kundenportal können Sie in der Ansicht „SMS“ auf der Registerkarte „Meine SIMs“ eine SMS (MT) direkt aus dem Kundenportal an das Anwendungsgerät senden. Wenn Sie auf die Registerkarte „Konfiguration“ klicken, finden Sie die Funktion der SMS-Weiterleitungskonfiguration.
Über die API-Funktionalität können SIM-Karten auch direkt über Webservices verwaltet werden und beinhalten auch Anfragen zur Verwaltung Ihrer SMS.

Mehr Info: SMS_Functionality_Documentation 

Open VPN

Open VPN ist kostenlos und die empfohlene Anwendung von 1NCE , um eine sichere Datenverbindung zwischen dem 1NCE-Netzwerk und dem Kundenserver herzustellen.

Daher muss der OpenVPN-Client auf dem Kundenserver (auch bekannt als Applikationsserver) installiert sein, an den die Daten des Gerätes übertragen werden sollen. Die OpenVPN-Verbindung zum 1NCE-Netzwerk wird vom OpenVPN-Client hergestellt, der über das 1NCE-Kundenportal auf der Registerkarte „Konfiguration“ heruntergeladen werden kann.

Es gibt zwei verschiedene Versionen für Windows und für Linux/MacOS.

Mehr Info:  OpenVPN_Documentation

1NCE API

1NCE bietet eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (nachfolgend „API“ genannt) an, die bereits in der 1NCE Lifetime Fee enthalten ist und es den Nutzern ermöglicht, die wichtigsten Funktionen des Kundenportals in das System eines Kunden zu implementieren. Die unterstützten Funktionen der 1NCE API ermöglichen es dem Kunden im Allgemeinen, die 1NCE SIM-Karten von einem externen System aus zu verwalten, zu steuern und zu überwachen.

Die 1NCE API und eine kurze Dokumentation finden Sie unter: https://api.1nce.com

Mehr Info: API Funktionality_Documentation

1NCE Data Streams

1NCE bietet einen Service namens „Data Streams“ an. Der Datenstromdienst ermöglicht es, Ereignis- und Nutzungsdaten für alle SIM-Karten in Echtzeit zu abonnieren, indem Daten direkt auf den Kundenserver oder einen bereits integrierten Cloud-Service wie AWS Kinesis, DataDog oder Keen.io übertragen werden. Derzeit ermöglicht der Data Stream drei einzelne Streams (Usage Data, Events und Usage Data & Events), die über das Kundenportal verwaltet werden können.

Kunden können den Stream jederzeit anhalten und fortsetzen, indem sie die Aktionstasten neben den Streamdetails verwenden.

Für die Einrichtung des „Data Streams“ für eine RestAPI oder RestAPI im Bulk-Modus ist die Angabe eines API-Callbacks erforderlich. Der 1NCE Datenstrom fungiert als HTTP-Client und benötigt einen HTTP-Server, um jede Übermittlung zu bearbeiten. Jede gesendete Nachricht beinhaltet ein Array mit einem oder mehreren Objekten.

Mehr Info: DataStreamer_Documentation