LTE-M vs NB-IoT:Tinjauan tentang Narrowband IoT (NB-IoT) [2021 UPDATE]
Saat Sigfox dimulai pada tahun 2009, itu mengganggu Proyek Kemitraan Generasi Ketiga (3GPP)—badan teknis yang menstandardisasi komunikasi seluler—dengan mengatakan bahwa ada pasar yang kurang terlayani untuk perangkat yang:
- Tidak perlu banyak bicara.
- Harus sangat murah.
- Memerlukan anggaran daya yang sangat kecil.
- Memerlukan jarak yang sangat jauh.
Sigfox berhasil memacu perlombaan senjata Low Power Wide Area Network (LPWAN), dan menarik banyak investasi awal —tetapi operator seluler dengan bisnis bernilai miliaran dolar tidak terlalu tertarik pada startup yang memakan pangsa pasar. Pada tahun 2014, raksasa teknologi seluler China Huawei mengakuisisi Neul yang berbasis di Inggris , sebuah perusahaan Internet of Things (IoT) dengan beberapa kekayaan intelektual yang menarik seputar teknologi radio jarak jauh. Pendekatan narrowband Neul untuk IoT seluler adalah pendahulu Huawei, bersama dengan sejumlah vendor infrastruktur seluler, produsen chipset, dan operator jaringan seluler (MNO) yang mengadopsi standar yang disebut Narrowband IoT (NB-IoT), atau disebut sebagai LTE Cat- NB1. 
Di bawah ini, kami akan memberikan gambaran luas dari NB-IoT dan LTE Cat-M1 (alternatif berbasis LTE untuk NB-IoT yang sering disebut sebagai LTE-M), keduanya merupakan teknologi yang sudah mapan tetapi masih bertahun-tahun lagi dari cakupan global yang sebenarnya. Kami juga akan berbicara lebih banyak tentang apakah Anda harus secara realistis mempertimbangkan NB-IoT sebagai opsi untuk produk dan layanan Anda.
Definisi, Perbedaan, &Penerapan
LTE-M adalah tanggapan 3GPP terhadap meningkatnya minat pada IoT dan LPWAN. Ini adalah opsi yang menarik bagi mereka yang ingin menggunakan jaringan seluler saat ini, tetapi membutuhkan opsi yang lebih hemat sumber daya. Ada dua inovasi yang membantu LTE-M meningkatkan masa pakai baterai:LTE eDRX (penerimaan terputus yang diperpanjang) dan LTE PSM (mode hemat daya).
LTE-M akan melayani aplikasi yang LTE belum pernah digunakan sebelumnya—dari meter air hingga monitor pertanian dan seterusnya. Bagian unik dari LTE-M adalah dapat sangat hemat daya dan memindahkan 10 byte data sehari, tetapi juga memiliki akses untuk memindahkan satu megabit per detik. Oleh karena itu, LTE-M melayani serangkaian kasus penggunaan yang sangat luas.
Ingin mempelajari lebih lanjut tentang perbedaan antara LTE-M dan NB-IoT? Lihat webinar gratis ini.
IoT pita sempit (NB-IoT , atau LTE Cat-NB1) adalah proposal 3GPP lainnya, tetapi tidak beroperasi dalam konstruksi LTE . Ini didasarkan pada modulasi DSSS yang mirip dengan versi Neul lama dari Weightless-W dalam saluran 200 kHz. Anda dapat menganggap NB-IoT sebagai jawaban klub seluler lama untuk LoRaWAN dan Sigfox; mereka menggunakan teknologi lapisan fisik yang lebih canggih dan spektrum berlisensi, tetapi kasus penggunaan yang dapat dialamatkan hampir sama.
Hype untuk NB-IoT didorong oleh spektrum. Ada banyak aset spektrum GSM 200-kHz yang tidak digunakan, dan para pendukung ingin melihat NB-IoT diterapkan di dalamnya. NB-IoT juga merupakan opsi yang menarik untuk band nontradisional seperti guard band dan band khusus IoT yang diizinkan oleh regulator.
Banyak raksasa telekomunikasi besar—seperti Huawei, Ericsson, Qualcomm, dan Vodafone—telah secara aktif terlibat dalam menyusun standar ini. Secara politis, NB-IoT juga merupakan cara bagi pemain seperti Huawei dan Ericsson—yang belum begitu lazim dalam pengembangan kekayaan intelektual LTE—untuk memiliki lebih banyak kulit dalam permainan LPWA daripada sebelumnya.
NB-IoT dirancang untuk eksis dengan salah satu dari tiga cara:
- Dalam band berlisensi independen.
- Dalam pita 200 kHz yang tidak digunakan yang sebelumnya telah digunakan untuk GSM atau CDMA.
- Di BTS LTE yang dapat mengalokasikan blok sumber daya ke operasi NB-IoT atau di pita pengamannya (jika peraturan mengizinkannya).
Kondisi ini membuat perbedaan besar dalam menentukan operator seluler apa yang akan menerapkan teknologi mana.
- Di AS , baik Verizon dan AT&T kemungkinan akan menggunakan LTE-M, karena kedua perusahaan telah menggelontorkan miliaran dolar ke jaringan LTE mereka. Oleh karena itu, mereka kemungkinan akan memiliki sedikit minat pada sesuatu yang tidak berbasis LTE, meskipun Verizon telah mengumumkan dukungan untuk NB-IoT juga. (Namun, kasus bisnisnya tidak jelas bagi kami.)
- Area di seluruh dunia dengan penerapan GSM yang lebih besar dan LTE yang lebih sedikit kemungkinan akan memiliki lebih banyak alasan untuk beralih ke NB-IoT. Di A.S., operator seperti T-Mobile dan Sprint pada akhirnya dapat menggunakan NB-IoT pada spektrum GSM yang ada.
Dalam pandangan kami, NB-IoT tidak menawarkan keuntungan nyata apa pun dibandingkan LTE-M , kecuali Anda belum menerapkan LTE dan tidak memiliki rencana untuk menerapkan infrastruktur baru apa pun hingga 5G matang. Pasar dan kasus penggunaan pada dasarnya sama; LTE-M memiliki beberapa manfaat teknologi yang jelas, dan beberapa berspekulasi bahwa tidak banyak ruang IoT "bernilai rendah" yang belum dimanfaatkan oleh Sigfox. Umumnya, penggemar NB-IoT menunjuk ke masa pakai baterai, tetapi ketika Anda memperhitungkan perbedaan waktu siaran (pesan LTE-M sangat singkat dibandingkan dengan pengiriman pesan NB-IoT yang lebih lambat) dan PSM dan eDRX , kami tidak yakin.
LTE-M VS. NB-IOT
PRO
LTE-M
- Peningkatan kecepatan data
- Kompleksitas berkurang
NB-IOT
- Efisiensi daya
- Pengurangan biaya
- Peningkatan penetrasi
KONTRA
LTE-M
- Kemampuan penerapan global
- Biaya lisensi
- Efisiensi daya
NB-IoT
- Kemampuan penerapan regional
- Biaya komitmen
- Kompleksitas front-end
- Kurang mulus
Pro LTE-M dan NB-IoT
LTE-M
- LTE-M memiliki kecepatan data yang lebih tinggi daripada NB-IoT. Hal ini memungkinkan LTE-M untuk memiliki rangkaian solusi yang lebih kaya, karena akan menawarkan jangkauan terluas dari kemampuan seluler. Dan meskipun LTE-M memungkinkan Anda meningkatkan kecepatan data yang sangat tinggi, Anda dapat memanfaatkan arsitektur baru seperti eDRX dan PSM, yang juga dapat membantu Anda memanfaatkan anggaran daya yang sama seperti NB-IoT atau Sigfox.
- LTE-M akan mendapat manfaat dari pengurangan kerumitan. Misalnya, Verizon memiliki spektrum tunggal di seluruh AS untuk LTE-M, yang telah mendorong banyak kerumitan dari solusi LTE-M untuk mereka. Ini memungkinkan konfigurasi frontend dan antena yang sangat sederhana.
IOT NARROWBAND
- NB-IoT mengkonsumsi daya minimal saat beroperasi. Hampir semua teknologi IoT menghemat daya saat tidak beroperasi, karena mereka semua "tidur" hampir sama. Namun saat modem berjalan dan menangani semua pemrosesan sinyal, teknologi dengan bentuk gelombang yang lebih sederhana—seperti NB-IoT—akan mengonsumsi lebih sedikit daya. Catatan :Tidak semua chipset untuk NB-IoT akan memiliki efisiensi daya yang sama. Misalnya, chip monarki Sequans—yang didedikasikan untuk LTE-M dan NB-IoT—tidak harus menjalankan Linux atau melakukan banyak pemrosesan sinyal, membuatnya jauh lebih hemat daya daripada silikon Cat-1 yang direfaktor dari vendor lain. .
- Komponen khusus NB-IoT lebih murah . Chip yang mendukung NB-IoT secara eksklusif (berlawanan dengan chip yang juga mendukung LTE-M) lebih murah karena lebih mudah dibuat. Frontend dan digitizer NB-IoT 200 kHz jauh lebih sederhana daripada blok sumber daya LTE 1,4 MHz. Selain itu, pemrosesan OFDM di LTE membutuhkan lebih banyak daya daripada bentuk gelombang yang lebih sederhana seperti NB-IoT. Karena sebagian besar produsen chip tampaknya membuat silikon untuk mendukung keduanya, hal ini mungkin dapat diperdebatkan.
- NB-IoT mungkin dapat memberikan penetrasi gedung yang lebih dalam daripada LTE-M. Ini karena bitrate lebih sedikit, sehingga anggaran tautan lebih baik. Peningkatan perolehan proses pada tingkat jaringan untuk LTE-M dapat mengurangi keuntungan ini. Pada kenyataannya, kecuali Anda adalah MNO yang menyebarkan jaringan, yang Anda pedulikan hanyalah apakah Anda memiliki jangkauan atau tidak.
Kekurangan LTE-M dan NB-IoT
LTE-M
- Mungkin ada bagian dunia yang tidak pernah menerapkan LTE-M. Terutama di mana MNO memperpanjang umur jaringan 3G mereka hingga mereka dapat memperbarui spektrum dan menyebarkan jaringan 5G. Sebagian Asia, Afrika, dan Eropa Timur termasuk dalam kategori ini. 5G masih beberapa tahun lagi untuk dikerahkan (terlepas dari siaran pers dan hype tentang tes yang berhasil), meskipun penggelaran jaringan 4G yang akan sedikit usang (atau setidaknya tanggal) dalam lima tahun kemungkinan bukan keputusan keuangan yang baik. NB-IoT dan LTE-M tidak memiliki matahari terbenam saat ini karena mereka terhubung ke 4G dan memiliki proposal untuk dibungkus dalam 5G. Biasanya tidak ada perangkat yang akan bertahan hingga matahari terbenam 5G, yang membuat kedua opsi ini dapat dijalankan.
- Akan ada biaya lisensi lawas yang terlibat. Dengan menggunakan LTE, Anda mungkin harus membayar lisensi IP ke InterDigitals dan Qualcomm di dunia untuk akses ke inovasi mendasar seperti OFDM. Yaa seluler.
- Pertanyaan tentang efisiensi daya muncul di udara dengan LTE-M. Karena eDRX dan PSM baru digunakan baru-baru ini, efisiensi dayanya bersifat hipotetis. Jadi, meskipun fitur hemat daya tampak hebat, Anda tidak akan tahu apakah jaringan akan membiarkannya beroperasi seperti yang dirancang atau apakah fitur khusus operator akan menghabiskan anggaran daya hingga Anda menguji perangkat nyata di jaringan nyata.
IOT NARROWBAND
Kami telah mendengar dari pelanggan yang sangat tertarik dengan NB-IoT dan apa artinya bagi proyek IoT mereka yang masih baru. Untuk itu kami mengatakan “hebat!”—tetapi Anda harus melihat struktur aplikasi Anda , di mana Anda menerapkan, dan tingkat kerumitan apa yang dapat Anda dukung dalam rantai pasokan Anda untuk mengetahui apakah itu masuk akal untuk kasus penggunaan Anda. NB-IoT pada basis per perangkat kemungkinan akan lebih populer daripada LTE-M secara global, tetapi ada beberapa kendala yang perlu dipertimbangkan:
- Menerapkan di AS akan sulit. Dunia saat ini sedang diukir menjadi dua faksi—satu yang terlebih dahulu menerapkan LTE-M, dan yang lainnya terlebih dahulu menggunakan NB-IoT. Sebagian besar tempat tidak melakukan keduanya secara bersamaan. Jadi jika Anda berada di China, Anda secara alami akan berada di kamp NB-IoT; sebagai alternatif, ini adalah LTE-M di A.S. Di tempat lain ada negara demi negara. Negara-negara yang memiliki kepentingan dalam NB-IoT adalah negara-negara di mana Huawei, salah satu penyedia infrastruktur telekomunikasi terbesar di dunia, memiliki kehadiran yang mapan. Huawei adalah vendor utama chip dan base station yang mendasarinya.
Namun, perusahaan AS saat ini dilarang membeli peralatan Huawei. Dan penyedia layanan jaringan lainnya, seperti Ericsson dan Nokia, memiliki kepentingan dalam mendukung LTE-M terlebih dahulu karena mereka dapat meningkatkan menara yang ada dengan lebih murah—hanya perangkat lunak stasiun pangkalan baru yang diperlukan untuk menerapkan LTE-M. Untuk negara-negara yang tidak memiliki cakupan LTE di mana-mana (yang merupakan sebagian besar dunia), memasang infrastruktur baru yang dapat mendukung NB-IoT lebih murah daripada memasang infrastruktur LTE.
Jadi, jika Anda berharap untuk memanfaatkan NB-IoT untuk produk Anda, ketahuilah bahwa penerapan dapat menjadi masalah tergantung di mana Anda berharap secara geografis. Karena NB-IoT tidak benar-benar sebagai bagian dari LTE, ia perlu beroperasi di pita samping menggunakan perangkat lunak yang berbeda—yang mungkin mahal untuk operator—atau perlu digunakan dalam spektrum GSM yang tidak digunakan lagi. Sebagian besar operator yang mendukung LTE tidak akan mau mengurangi jumlah blok sumber daya yang dialokasikan untuk handset LTE karena mereka adalah penghasil uang besar. Itu membuat masalah penerapan—dan semua kerumitannya—sebagai tanda tanya besar bagi NB-IoT.
- Anda harus berkomitmen penuh pada NB-IoT. Karena berkaitan dengan chip dan perangkat lunak, tidak ada cara realistis untuk mengambil pendekatan tengah jalan. Chip yang mendukung LTE-M dan NB-IoT lebih mahal. Dan dalam kebanyakan kasus, Anda tidak ingin membayar ekstra untuk chip yang berfungsi baik jika Anda memiliki satu atau yang lain.
Juga, orang suka mengatakan bahwa mereka dapat menggunakan chip yang sama di mana saja di dunia, tetapi NB-IoT adalah teknologi pita yang sangat sempit dengan beban perangkat lunak yang berbeda dari LTE-M. Jadi meskipun perangkat keras itu sendiri berpotensi digunakan di pita frekuensi yang berbeda, itu tidak benar-benar menyederhanakan banyak hal dari sudut pandang operasi. Dari sudut pandang manufaktur, ini hanya sedikit penyederhanaan, karena Anda dapat membangun perangkat yang sama untuk bekerja di mana saja, tetapi Anda masih memiliki tantangan operasional untuk memuatnya dengan firmware yang berbeda, dan memastikan pemuatan firmware yang benar membuatnya menjadi perangkat yang benar.
- Kompleksitas front-end NB-IoT sebenarnya bisa lebih besar daripada LTE-M . Seringkali, tidak ada spektrum 200-kHz di mana-mana atau di seluruh negara dari GSM yang tersedia untuk NB-IoT yang akan digunakan—yang berarti frontend modem dan antena bisa menjadi lebih kompleks dari yang dimaksudkan. Banyak dari hal ini dapat dilakukan dalam perangkat lunak dengan frontend RF inovatif dari perusahaan seperti Skyworks, tetapi ini masih satu lagi tantangan manufaktur dan operasional yang harus diatasi.
- Firmware-over-the-air (FOTA) NB-IoT atau transfer file besar tidak lancar. Beberapa spesifikasi desain untuk NB-IoT membuatnya sedemikian rupa sehingga sulit mengirim data dalam jumlah besar ke perangkat. Oleh karena itu, FOTA bisa sangat sulit, meskipun itu merupakan persyaratan untuk sebagian besar aplikasi IoT modern. LoRaWAN dan Sigfox memiliki masalah yang sama. Tentu, Anda dapat meregangkan batas protokol untuk menurunkan muatan biner itu, tetapi sistem tidak dirancang untuk mendukungnya dengan sangat elegan. Dengan LTE-M, sebaliknya, Anda dapat memindahkan 100 kbps menggunakan protokol IP dan memperbarui firmware dalam hitungan detik.
- NB-IoT paling cocok untuk aset terutama statis, seperti meter dan sensor di lokasi tetap, daripada aset roaming. Roaming telah dijanjikan untuk NB-IoT, tetapi handoff jaringan dan menara akan menjadi masalah. Ada banyak tempat untuk band 200 kHz yang harus dituju, dan memiliki perangkat yang cukup sederhana dengan harga yang murah dan hemat daya namun cukup canggih untuk mengetahui band mana yang harus dioperasikan dengan cepat mungkin sulit didapat.
Ringkasan
Jika Anda perlu segera memasarkan solusi Anda, pertama-tama Anda perlu mencari tahu jaringan apa yang tersedia secara lokal dan perangkat keras apa yang tersedia untuk jaringan tersebut—bukan hanya percontohan dan prototipe (dan terutama bukan siaran pers), tetapi cakupan jaringan nyata, dan perangkat yang dapat Anda beli tanpa menandatangani banyak NDA. Dan semoga, ikhtisar NB-IoT ini membantu dalam merampingkan proses itu.
Di Link Labs, tujuan kami adalah membantu Anda menerapkan produk atau layanan IoT bertenaga baterai yang murah sekarang , jadi mari kita bersama-sama membangun produk LTE-M.
