Erschließung von LTE Cat M1 und NB1 mit dem Pycom FiPy

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#1

Wir überlegen für die Hardware für node im Feld (BOB Projekt, Phase 2) auch GPy oder FiPy boards von PyCom einzusetzen, die mit einer “moderneren” cellular-Funktion ausgestattet sind als die schon älteren SIM800-Module.

Im GPy ist ein Sequans Monarch Modem (AT Commands Reference) verbaut, welches sich als “Narrowband LTE-M (Cat M1) and NB-IoT (Cat NB1) Single Chip for the Internet of Things” anpreist. Laut dem GPy datasheet unterstützt es die Standards LTE CAT-M1 und NB-IoT, letzteres jedoch nur mit einem Firmwareupdate. Standardmäßig steht also nur LTE CAT-M1 zur Verfügung.

Nun verrät mein Handy mit O2-Vertrag mir eher selten, dass ich eine LTE-Verbindung habe. Wie schaut es denn mit der Netzabdeckung aus? Schneidet man sich ins eigene Fleisch, wenn man jetzt, Januar 2019, so ein Modem einsetzt? Kann das auch auf GSM / GPRS / UMTS runterschalten, wenn kein LTE da ist oder kann das nur LTE?

Da die Telekom das beste LTE-Netz hat (s. z.B. Telekom, Vodafone, o2: LTE-Abdeckung im Vergleich - teltarif.de News) sollten wir, wenn wir die GPy- / FiPy-Schiene weiter fahren, dringend zu Telekom-SIMs & reseller raten als zu irgendwelchen anderen.


#2

… oder wir verzichten auf die teuren GPy und FiPy, nehmen einen WiPy oder LoPy oder anderen ESP32 und kleben da ein 5 EUR SIM800-Modul mit auf die Platine! Denn Totgesagte leben länger!

LTE ist vermutlich vom Energiebudget besser, aber was nützt das, wenn kein Netz da ist?

[edit] Hier noch Infos von PyCom zu The State of LTE-M - Pycom


(weitere) low power ESP32 boards
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#5

Also hinter deinem Link ober verbigt sich diese Info: “Auch wenn die Telekom in den vergangenen drei Jahren weniger in die Fläche zugelegt hat als ihre Mitbewerber, verfügt sie der Studie von allnet-flatrate.net zufolge doch über das 4G-Netz mit der besten Abdeckung. Lag diese 2015 bereits bei 86 Prozent, so werden mittlerweile sogar 93 Prozent erreicht. Vodafone steigerte sich in den vergangenen drei Jahren von 75 auf 87 Prozent und kann damit annähernd mit der Telekom mithalten.” Das heißt doch im Umkehrschluss, dass bei 2 der 3 größten Mobilfunkanbietern 9 von 10 Standorten mit LTE funktionieren. Und die andren fangen wir wahlweise mit LoRa oder WiFi auf. Dem gegenüber stehen die händische Umrüstung all unserer Nodes. Ich finde es eine zumutbare Einschränkung, dass wir in BOB nur Standorte mit LTE, LoRa oder Wifi bedienen können.
Wenn ein Teilnehmender gern einen GSM-Standort in BOB einbringen will, dann muss er/sie leider die Eigenleistung aufbringen und sich für nen 25Euro ein WiPi pimpen.
Gruß caro


#8

Aus meiner Sicht ja. Gemeinsam mit @tonke haben wir noch einmal genauer hingeschaut und festgestellt, dass man mit diesem Modem überhaupt nicht ans derzeit verfügbare GSM / GPRS / UMTS / 3G Netz rankommt. Danke!

LTE CAT M1 und NB1 als Profile des 4G Standards werden derzeit (und das auch erst seit Juli 2018!) erstmal in Testumgebungen erforscht. Die sind zwar schon “draußen”, aber im Vergleich zur Gesamtfläche (Deutschland? Europa?) doch noch recht klein:

Fischbach und Greding sind zwei verschlafene Nester an der viel befahrenen Autobahn A9. Greding im Altmühltal ist der bekanntere der beiden: Hier gibt es einen großen Autobahn-Rasthof. Zwischen diesen unscheinbaren Orten wird gerade Technikgeschichte geschrieben: Erstmals in Deutschland funkt die neue IoT-Mobilfunktechnologie Cat-M1 in einem Live-Netz.

Initiator des „Mobilitäts-Testfeldes” ist die „5G-ConnectedMobility”-Initiative. […]

Quelle: Neue IoT-Mobilfunktechnik Cat-M1 erstmals live in Deutschland eingesetzt, 02.07.18, Elektronik Praxis Vogel, Michael Eckstein

Weiterführende Links




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#10

Danke @Andreas für die Nachforschungen. Das heißt, es schaut noch schlimmer aus als gedacht, und wenn ich bei meinem Handy LTE angezeigt bekommt, bedeutet das noch lange nicht dass ich LTE CAT-M1 nutzten kann. Dachte NB IoT sei gerade im Ausbau aber CAT-M1 schon jetzt breit nutzbarer. Schade, dass es nicht so zu sein scheint! :-(


#11

Ich kannte mich da bisher noch gar nicht aus. Schade, ja. Aber wir entwickeln ja auch ein wenig für die Zukunft, vielleicht fällt irgendwo mal eine Gegenstation fürs Labor ab?

SIM800 anklöppeln find ich gut! Selbst huckepack auf den xPys drauf würde sich das generell gut machen, @tonke hätte daran u.U. auch Interesse. Warum es dafür noch kein entsprechendes Extension Board gibt?


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#12

Habe gerade mit @Ron telefoniert, der ein SODAQ board mit uBlox Sara R410M genutzt hat um in Thüringen zu schauen wie weit der Netzausbau im Bereich NB IoT ist. Er war positiv überrascht, wie gut das funktioniert hat!

Wir, @karsten, @robert und ich waren Anfang 2017 ja bei einem NB IoT-Meeting der Telekom, und da sagte man uns, dass ca. 80% der Handymasten durch ein einfaches Software-Update auf NB IoT hochgerüstet werden könnten. Vielleicht geht es doch schneller als wir befürchten.

Netzausbau CAT M1 und NB IoT?

Vodafone hat eine Karte mit der LTE-Abdeckung, von CAT M1 steht allerdings nichts dabei. Es gibt einen Punkt NB IoT, der gibt leider nicht die Verfügbarkeit auf der Karte aus, man kann nur für eine Adresse rausfinden, ob da NB IoT verfügbar ist:

Die Telekom hat noch keine Angaben zu CAT M1 oder NB IoT auf ihrer Karte:
https://www.telekom.de/start/netzausbau

Telefonica hats der Telekom nachgemacht aber mit weniger Wind, ohne Bienen und ohne Merkel und war immerhin damit schon mal auf der CeBIT – 2017! Narrowband IoT: Smarte Langzeit-Anwendungen › Telefónica Deutschland Blog


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#15

Hab das hier gerade noch gefunden. The State of LTE-M - Pycom
Scheint also wirklich durchaus möglich das es doch schon geht via CAT M1 o. NB IoT.
Ich habe mit meinem Fipy u. einer thingsmobile.com Karte bis jetzt aber noch keine Verbindung bekommen.
Bin gerade nahe an Innsbruck und werde es gleich nochmal testen. Evtl gehts ja in Österreich besser ;-)


#16

@tonke erzählte mir gerade das gleiche. Deutschland sei hier angeblich noch Entwicklungsland, weil man entsprechende SIM Karten bisher scheinbar nur gewerblich erwerben kann. Er versucht nun, eine handelsübliche Österreichische SIM Karte in seinen FiPy zu bekommen.

Ich bin sehr gespannt darauf, was dabei herauskommt!


#17

Interessant, dass es auch an der SIM-Karte liegen kann, wenn es nicht funktioniert. Hatte ich bisher nicht auf dem Schirm! @Ron woher war deine Karte und was hat die nochmal gekostet?

[edit] Habe nochmal per PM eine Bestätigung des Sachverhalts bekommen. Die SIM muss für diesen “Service” freigeschaltet sein. Ggf. werden diese Profile momentan noch gar nicht im Privatkundenbereich angeboten, wie gesagt hat @Ron da aber eine SIM geordert, die das kann. Sprich wir müssen das auch auf dem Schirm haben, wenn wir LTE Cat M1 oder Cat NB1 einsetzen wollen.


#18

Genau so scheints zu sein. Auch in Österreich. Bin hier auch nicht weitergekommen. Hab aber was gefunden das mein Misserfolg bestätigt: https://www.gsma.com/iot/mobile-iot-commercial-launches/
Karten kann man für das (deutsche?) Telekom Netz bei https://1nce.com/ kaufen. Gewerblich.
Bei Vodaphone geht das auch. Allerdigs muß man da Kontakt aufnehmen und kann nicht einfach klicken.
In Österreich geht das wohl auch nur via Kontaktaufnahme.

Am Start ist es aber:
http://www.elektro.at/17.11.2017-T-Mobile-Kommerzieller-Start-mit-Narrowband-IoT.html

Telefonica fängt auch an:

Ich werde mir mal eine Karte bei https://1nce.com/ besorgen und berichten.


#19

Die sind in Köln, und von Köln und 10 EUR für 10 Jahre hatte @Ron auch was gesagt.


#20

jop, die Karten von 1nce gibts leider nur für jemanden mit Umsatzsteuer. bei uns halt über die Uni.


#21

@tonke @clemens bezüglich der Pycom Module ist der Stand bei uns gerade, dass wir das noch nicht zum laufen gebracht haben. Erst muss man überhaupt die nb-iot firmware auf das sequans-Modul aufspielen um dann festzustellen, dass Band 8 noch nicht unterstützt wird.

Bei den neueren Pycom Modulen (ich denke mal so ab Anfang 2019) geht das jetzt aber wohl, da die eine neue core-firmware auf das sequans-Modul geschrieben haben, die auch Band 8 unterstützt. Wir wollen diese Woche das noch versuchen…

:edit
Haben jetzt Band 8 auf dem brandneu bestellten GPY Sequans Modul zum laufen gebracht, aber noch keine Verbindung zum Telekomnetz aufbauen können. AT+COPS schlägt noch fehl… wir arbeiten dran ;-)


#22

@tonke hat nun auch welche in den Fingern, danke @Basti!

image

@Ron: Nun fragen wir uns natürlich, ob Ihr mit der Erschließung an dieser Stelle vielleicht schon weitergekommen seid und haben gleichzeitig ein paar Fragen.

  • Habt Ihr irgendwelche allgemeinen Tipps (außer “Unbedingt Antenne anschließen, sonst gehts kaputt!”) an uns, sobald wir uns dem Thema nähern?
  • Mit welchen Firmwarerevisionen (Pycom + Sequans) seid Ihr bei Euch in die Tests gegangen?

#23

Bei Pycom gab es vor zwei Wochen ein Update bei der LTE Dokumentation (siehe diff).

Gerade die Signatur der lte.attach() Methode ist jetzt entweder deutlich reichhaltiger oder zumindest nun ordentlich dokumentiert worden.


lte.attach(*, band=None, apn=None, cid=None, type=LTE.IP, legacyattach=True)

Enable radio functionality and attach to the LTE network authorised by the inserted SIM card. Optionally specify:

  • band : to scan for networks. If no band (or None ) is specified, all 8 bands will be scanned. The possible values for the band are: 3, 4, 5, 8, 12, 13, 20 and 28 .
  • apn : Specify the APN (Access point Name).
  • cid : connection ID, see LTE.connect() . when the ID is set here it will be remembered when doint connect so no need to specify again
  • type : PDP context type either LTE.IP or LTE.IPV4V6 . These are options to specify PDP type ‘Packet Data protocol’ either IP [Internet Protocol] or IPV4V6 ver4,6 , that depends actually on what does the Network support.
  • legacyattach : When kept = True the API LTE.isattached() will return True when attached to the Network AND Network registration status is home or roaming, when flag is False, API LTE.isattached() will return True when attached to the Network only.

Vielleicht hilft das ja Euch beiden weiter, @Ron und @tonke.


#24

Good news, everyone! Es gibt mittlerweile eine Abdeckungskarte der Telekom über ihr “LTE Narrow-Band IoT”-Netz. Das mit den “> 80% Abdeckung” scheint erfüllt.

Hier ein Screenshot von heute, 17. März 2019. Insbesondere ein Streifen im Großraum Bremen gehört allerdings noch zu den weißen Flecken:

Edit: Achtung, kleine Abdeckungslücken werden bei niedrigen Zoomstufen rausgemittelt! Auf jeden Fall für einzelne Standorte immer so gut es geht reinzoomen.

Folgend bspw. der “Großraum Bremen” in näherer Auflösung, die allerdings immernoch was wegmittelt:


#25

Introduction

@Ron and @tonke: robert-hh on the Pycom Forum just said…

I can confirm that band 8 [in Germany with 1nce] works for me. The first attach took like forever (> 10 Minutes, long when you wait for it), but now it attaches after a power cycle within 10-20 seconds. Still slow compared to my other LTE module, which attaches immediately, unless it had been offline for days.

GPy ValueError: band 8 not supported by this board hardware! | Pycom user forum

Details

There’s also an announcement about a Stable Firmware Release v1.18.2.r4 | Pycom user forum (9 days ago) featuring these aspects which might be relevant for operating with LTE:

There are

Also new Sequans Firmwares for CAT-M1 [41065] and NB-IoT [41019] [are] available.

Besides the latest stable release v1.18.2.r4, the most recent development release v1.20.0.rc9 should also be fine.

Resources

Todo


#26

Was hast du denn versucht? [edit] CAT 1 CAT M1 oder NB IoT? Hier steht, dass NB IoT noch nicht unterstützt wird: