Vysvětlené buněčné IoT: NB-IoT vs. LTE-M vs. 5G a další

V okolí IoT je hodně buzz. Zde jsou rozdíly mezi Cat-0, Cat-1, LTE-M, NB-IoT, EC-GSM a 5G - a proč byste se měli starat.

Hluk kolem 5G - zejména jeho vztah k buněčné IoT - roste. Rychlé vyhledávání Google na 5G IoT přináší související články o NB-IoT a o tom, jak jsou Verizon a AT&T připraveny komercializovat LTE-Cat M1 příští rok. Pokusy o dekódování zkratek však chybí, hledání „NB-IoT vs. LTE-M“ přináší jen matoucí shrnutí, jako je toto:

Nevím o vás, ale tohle mi vůbec nepomohlo. Bylo to, jako by se 3GPP (skupina za 3G) rozhodla zachovat nové hráče tím, že je ohromí kryptickými zkratkami a esoterickými technickými definicemi. Všichni víme, že 4G je rychlejší než 3G a 2G, takže 5G bude pravděpodobně sledovat tento trend ... ale Cat-1 a EC-GSM? Co to je?

Neboj se! Po nějaké kopání jsem převedl technické podrobnosti každé možnosti do laických podmínek, takže můžete být připraveni na nadcházející vlnu buněčné IoT.

Odkud pochází buněčný IoT?

Popularita a všudypřítomnost zařízení IoT vedla k nárůstu nízkoenergetických širokopásmových sítí (LPWAN), jako jsou SigFox, LoRa a Weightless (zde je důvod, proč je LPWAN v IoT důležitý a rozpis různých možností).

Tradiční celulární možnosti, jako jsou sítě 4G a LTE, spotřebovávají příliš mnoho energie a nehodí se k aplikacím, kde se jen zřídka přenáší pouze malé množství dat (např. Měřiče pro čtení hladiny vody, spotřebu plynu nebo spotřebu elektřiny).

Cellular IoT je navržen tak, aby splňoval požadavky nízkoenergetických aplikací s dlouhým dosahem.

Kočka-1

Cat-1 je v současné době jedinou plně dostupnou mobilní IoT volbou a představuje včasný tlak na připojení IoT zařízení pomocí existujících LTE sítí. I když je výkon nižší než sítě 3G, je to vynikající volba pro aplikace IoT, které vyžadují rozhraní prohlížeče nebo hlas. Hlavním lákadlem je to, že je již standardizováno, a co je důležitější, je snadné přejít do sítě Cat-1. Odborníci předpovídají, že při západu slunce v 3G technologii se na jeho místo objeví sítě Cat-1.

Kočka-0

Aby sítě IoT založené na LTE uspěly, musí mít následující vlastnosti: 1) dlouhá životnost baterie, 2) nízká cena, 3) podpora velkého objemu zařízení, 4) rozšířené pokrytí (například lepší pronikání signálu stěnami) , a 5) dlouhé rozpětí / široké spektrum.

Cat-0 optimalizuje náklady, protože eliminoval funkce, které podporovaly vysoké požadavky na rychlost přenosu dat pro Cat-1 (duální řetězec přijímačů, duplexní filtr). Pokud je Cat-1 připraven nahradit 3G, Cat-0 nastaví základy pro Cat-M, aby nahradil 2G jako levnější variantu.

Cat-M1 / Cat-M / LTE-M

Cat-M (oficiálně známý na LTE Cat-M1) je často považován za druhou generaci čipů LTE vytvořených pro aplikace IoT. Dokončuje snižování nákladů a spotřeby energie, pro které je Cat-0 připravena. Tím, že Cat-M omezí maximální šířku pásma systému na 1,4 MHz (na rozdíl od 20 MHz pro Cat-0), skutečně zacílí na LPWAN aplikace, jako je inteligentní měření, kde je vyžadován pouze malý objem přenosu dat.

Skutečnou výhodou Cat-M oproti jiným možnostem je, že Cat-M je kompatibilní se stávající sítí LTE. Pro dopravce, jako jsou Verizon a AT&T, je to skvělá zpráva, protože na stavbu nových antén nemusí utrácet peníze. Jednoduše potřebují nahrát nový software, pokud zařízení pracují v jeho síti LTE. Stávající zákaznické základny těchto dvou společností s největší pravděpodobností uslyší, že Cat-M je zdaleka nejlepší volba.

NB-IoT / Cat-M2

NB-IoT (také nazývaný Cat-M2) má podobný cíl jako Cat-M, ale používá jinou technologii (DSSS modulace vs. LTE rádia). Proto NB-IoT nepracuje v pásmu LTE, což znamená, že poskytovatelé mají vyšší počáteční náklady na zavedení NB-IoT.

Přesto je NB-IoT nabízen jako potenciálně levnější varianta, protože eliminuje potřebu brány. Jiné infrastruktury obvykle obsahují brány agregující data senzorů, které pak komunikují s hlavním serverem (zde je podrobnější vysvětlení bran). U NB-IoT jsou data senzorů odesílána přímo na hlavní server. Z tohoto důvodu Huawei, Ericsson, Qualcomm a Vodafone aktivně zkoumají a snaží se komercializovat NB-IoT.

EC-GSM (dříve EC-EGPRS)

EC je zkratka pro Extended Coverage. EC-GSM je GSM síť optimalizovaná pro IoT, bezdrátový protokol používaný 80% chytrých telefonů po celém světě. Jak již název napovídá, může být nasazen ve stávajících sítích GSM. Ericsson, Intel a Orange údajně dokončili živé zkoušky EC-GSM začátkem tohoto roku. EC-GSM však negeneruje tolik bzučení jako Cat-M nebo NB-IoT.

5G

Na rozdíl od výše uvedených buněčných možností internetu věcí musí být 5G ještě oficiálně definováno. Alliance Mobile Networks Alliance (NGMN) vyvíjí tlak na specifikace, aby byla 40krát rychlejší než 4G, přičemž podporuje až 1 milion připojení na kilometr čtvereční. 5G s největší pravděpodobností umožní vysokorychlostní připojení, vysokorychlostní aplikace pro streamování Ultra-HD (4k), připojení autem řízeným autem nebo aplikace VR / AR.

Stále se však hovoří také o podpoře zařízení IoT se sítěmi 5G-IoT. To vše jsou však jen spekulace, protože 3GPP dokončí specifikace v roce 2019. Cílovým rokem zavedení reklamy je rok 2020 podle časové osy NGMN.

Image Credit: Telecoms

Proč byste se měli starat

Pokud jste poskytovatelem celulárních operátorů, budete nuceni zvolit technologii, která bude nasazena pro splnění úzkopásmových aplikací IoT.

Pro nás ostatní je důležité pochopit, že tyto různé možnosti se nemusí nutně vzájemně vylučovat. To se týká i dalších hráčů na LPWAN, jako jsou SigFox, LoRa, Weightless a Ingenu (více viz Calum McClelland „Která technologie LPWAN je pro vás to pravé“).

IoT pokrývá široké spektrum aplikací. Někdy potřebujete velkou šířku pásma, jako je tomu u sledování v reálném čase. Pro sledování aktiv je propustnost dat malá, ale při pohybu objektů je nevyhnutelně mnoho předání. Inteligentní měřiče a mnoho případů využití inteligentních měst vyžaduje malý přenos dat jednou nebo dvakrát denně. To znamená, že žádná technologie (ani 5G) nemusí vyhovovat specifickým potřebám řešení / zařízení IoT.

Image Credit: Sequans

Fragmentace uvnitř IoT saje, ale existuje, protože IoT je tak široký. Nenechte se zmást marketingovým hlukem, který si žádá nadřazenost jedné technologie před druhou.

Odpověď zní vždy, „záleží.“

Chcete, aby byly všechny nejnovější pokroky a technické zprávy zasílány přímo do vaší doručené pošty?

🗓 Tento článek byl původně zveřejněn na iotforall.com 30. prosince 2016.