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NB-IoT和LTE-M之间的区别什么?

更新时间:2018-11-12
摘要:

当Sigfox于2009年开始低功耗广域网,它冲击了第三代合作伙伴计划(3GPP)的标准化蜂窝通信的技术的地位,针对的是蜂窝网络的不能满足的市场领域:

数据传输的不多。

低成本。

低功耗。

覆盖范围大。

Sigfox成功推动了低功耗广域网(LPWAN)的市场竞争,并吸引了大量早期投,但是Sigfox的创建者对企图购买其技术和公司的大型投资者保持警惕,所以没有资金的支持,在全球范围一直不温不火。2014年,中国蜂窝技术巨头华为收购了总部位于英国的Neul,这是一家物联网(IoT)公司,拥有一些围绕远程无线电技术的知识产权。Neul对蜂窝物联网的窄带方法是华为的先驱,以及许多蜂窝基础设施供应商、芯片组制造商和移动网络运营商(MNO)采用称为窄带物联网(NB-IoT)的标准,也称为LTE Cat- NB1。

下面,我们将提供NB-IoT和LTE-M的概述,这两种方法都是既定技术,但仍远未实现全球覆盖。我们还将讨论你该用那种技术。

定义,差异和可部署性

LTE-M是3GPP对IoT和LPWAN日益增长的兴趣的回应。对于那些希望在当前蜂窝网络上部署的人来说,这是一个很有吸引力的选择,但需要一个资源效率更高的选项。有两项创新可以帮助LTE-M延长电池寿命:LTE eDRX(扩展非连续接收)和LTE PSM(省电模式)。

LTE-M将为以前从未使用过LTE的应用提供服务,从水表到农业监视器等。LTE-M的独特之处在于它可以非常节能并且每天传输10个字节的数据,但也可以每秒传输一兆比特。因此,LTE-M服务于非常广泛的用例。

窄带物联网(NB-IoT或LTE Cat-NB1)是另一种3GPP提议,但它不在LTE构造中运行。它基于DSSS调制,类似于200 kHz信道中的旧Neul版本的Weightless-W。您可以将NB-IoT视为传统蜂窝对LoRa和Sigfox的对手; 他们使用更复杂的物理层技术和许可频谱,但用例几乎相同。

NB-IoT的号称是频谱驱动的,有大量200-kHz GSM频谱资产未被使用,支持者希望在其上部署NB-IoT。NB-IoT对于非传统频段(如保护频段和监管机构允许的物联网特定频段)也是一个很有吸引力的选择。

许多大型电信巨头如华为,爱立信,高通和沃达丰都积极参与将推动这一标准。NB-IoT也是像华为和爱立信这种在LTE知识产权发展方面没有什么积累的传统通信玩家的一个入场方式。

在美国,Verizon和AT&T都会使用LTE-M,因为这两家公司已经在其LTE网络中投入了数十亿美元。因此,尽管Verizon 也宣布支持NB-IoT,但他们可能对基于LTE的产品缺乏兴趣。

在中国,拥有更多GSM部署和更少LTE的地区可能有更多理由转向NB-IoT。在美国,像T-Mobile和Sprint这样的运营商最终可能会考虑在现有的GSM频谱上部署NB-IoT。

在我们看来,NB-IoT并没有提供超过LTE-M的任何真正优势,除非你没有部署LTE,并且在5G成熟之前没有计划部署任何新的基础设施。市场和使用案例基本相同; LTE-M具有一些明显的技术优势,有些人猜测,Sigfox尚未利用的“低价值”物联网空间并不多。通常,NB-IoT的粉丝们说电池寿命,但其实并不明显。

优点

窄带物联网

NB-IoT在运行时消耗的功率最小。几乎所有物联网技术都在不运行时节省电力,因为它们都“睡觉”。但是当调制解调器运行并处理所有信号处理时,具有更简单波形的NB-IoT技术将消耗更少的功率。注意:并非所有的NB-IoT模块都具有相同的特点。有的NB-IoT模块为了尽可能多的传输信号,并且有外接电源,所以不必注重功率的问题。

NB-IoT组件的成本更低。支持NB-IoT的芯片,与支持LTE-M的芯片相比更便宜,因为它们更易于搭建。200 kHz NB-IoT前端和数字转换器比1.4 MHz LTE资源块简单得多。此外,在LTE中处理OFDM需要比诸如NB-IoT的更简单波形更多的功率。由于大多数芯片制造商似乎正在构建芯片来支持两者,这可能是一个没有实际意义的问题。

NB-IoT能够提供比LTE-M更深的建筑物穿透力。虽然LTE-M在网络级别的过程增益改进可以弥补这种情况不足。实际上,除非你是MNO部署网络,否则你所关心的只是你是否有覆盖。

LTE-M

LTE-M具有比NB-IoT更高的数据速率。这使得LTE-M具有更丰富的解决方案集,因为它将提供最广泛的蜂窝功能。虽然LTE-M允许您达到非常高的数据速率,但您可以从eDRX和PSM等新架构中受益,这也可以帮助您从与NB-IoT或Sigfox相同的功率预算中受益。

LTE-M将受益于降低的复杂性。例如,Verizon在美国拥有LTE-M的单一频谱,这为他们带来了很多复杂的LTE-M解决方案。这允许非常简单的前端和天线配置。

注意事项

窄带物联网

我们听到了对NB-IoT非常感兴趣的客户及其对刚刚起步的物联网项目的意义。要我们说“太棒了!” -但你要看看你的应用场景的结构,要部署在哪里,什么级别的复杂性,你可以在你的供应链,知道它是有道理的你的使用情况。基于每个设备的NB-IoT可能比全球的LTE-M更受欢迎,但仍有一些障碍需要考虑:

在美国部署将很困难。目前世界正在被分为两个派系 - 一个是首先部署LTE-M,另一个是首先部署NB-IoT。大多数地方并没有同时做这两件事。所以如果你在中国,你自然会进入NB-IoT阵营; 或者,它在美国的LTE-M其他地方都是按国家/地区划分的。对NB-IoT拥有既得利益的公司是华为,这是全球最大的电信基础设施提供商之一。华为是底层芯片和基站的主要供应商。

但是,美国公司目前被禁止购买华为设备。其他网络服务提供商,如爱立信和诺基亚,首先支持LTE-M,因为他们可以更廉价地升级现有的信号塔 - 只需要新的基站软件来部署LTE-M。对于那些没有LTE覆盖范围的国家(这是世界上相当大的一部分),建立能够支持NB-IoT的新基础设施比建立LTE基础设施要便宜。

因此,如果您希望将NB-IoT用于您的产品,请知道可部署性可能会成为问题,具体取决于您希望在地理位置上的位置。由于NB-IoT并非确实是LTE的一部分,因此它需要使用不同的软件在边带中运行 - 这对于运营商来说可能是昂贵的 - 或者需要在不推荐的GSM频谱中部署。大多数支持LTE的运营商都不愿意减少分配给LTE手机的资源块数量,因为他们是大赚钱的人。这使得部署问题及其所有复杂性成为NB-IoT的一个重要问题。

人们喜欢说他们可以在世界任何地方使用相同的芯片,但NB-IoT是一种非常窄的带技术,其软件负载与LTE-M不同。因此,即使硬件本身可能在不同的频段中使用,但从操作的角度来看,这并不能让事情简单。从制造的角度来看,它只是略微简化,因为您可以构建相同的设备以便在任何地方工作,但您仍然面临需要使用不同固件加载它的操作挑战,并确保正确的固件加载使其进入正确的设备。

NB-IoT的前端复杂性实际上可能大于LTE-M。没有普遍或全国范围的200kHz的GSM频谱可供NB-IoT接入,这意味着调制解调器前端和天线可能变得比预期的复杂。这在很多情况下都可以通过稳恒的具有创新RF前端的软件来实现,但这仍然是一个需要克服的制造和运营挑战。

NB-IoT固件在空中(FOTA)或大型文件传输不是无缝的。NB-IoT的一些设计规范使得发送大量数据到设备是困难的。因此,FOTA可能是非常困难的,即使它是对大多数现代物联网应用的要求。LoRaWAN和Sigfox也有同样的问题。当然,您可以扩展协议的限制来降低二进制有效负载,但是系统设计时并不会非常优雅地支持它。另一方面,使用LTE-M,您可以使用IP协议移动100 kbps,并在几秒钟内更新固件。

NB-IoT最适合于主要的静态资产,如固定位置的仪表和传感器,而不是漫游资产。NB-IoT已经承诺漫游,但网络和塔楼切换将是一个问题。对于200kHz频段来说,有很多地方可以去,而且拥有一个设备足够简单,既便宜又省电,但又足够复杂,可以计算出哪个频段可以快速操作,可能很难得到。

LTE-M

世界上可能存在从未部署过LTE-M的地区。特别是在MNO延长其3G网络生命,直到他们可以重新调整频谱并部署5G网络的情况下。亚洲,非洲和东欧的部分地区属于这一类。5G距离部署还有几年的时间(尽管新闻稿和关于成功测试的宣传),尽管在五年内部署一个温和过时(或至少过时)的4G网络可能不是一个好的财务决策。

将涉及遗留许可成本。通过使用LTE,您可能需要向全球的InterDigitals和Qualcomms支付IP许可,以便访问OFDM等基础创新。耶和华。

利用LTE-M,提高了电源效率的问题。由于eDRX和PSM最近才被部署,因此它们的功率效率是假设的。因此,虽然省电功能看起来很棒,但您不会知道网络是否会让它们按设计运行,或者运营商特定的功能是否会影响功率预算,直到您在真实网络上引导真实设备为止。