W Internecie Rzeczy miliony urządzeń komunikują się ze sobą - często zasilane bateryjnie i w trudno dostępnych miejscach. To właśnie tutaj do gry wkraczają technologie LPWAN: umożliwiają one energooszczędną, opłacalną i długotrwałą łączność. Dwa kluczowe standardy to NB-IoT i LTE-M. Ale która technologia jest odpowiednia dla Twojego projektu?
LPWAN (Low Power Wide Area Network) oznacza standardy komunikacji mobilnej, które są zoptymalizowane pod kątem niskiej szybkości transmisji danych, niskiego zużycia energii i dużego zasięgu. Idealny do zastosowań IoT ze sporadyczną transmisją danych, takich jak czujniki, inteligentne liczniki lub urządzenia śledzące.
W środowisku komórkowym ustanowiono dwa standardy LPWAN zgodne z 3GPP, NB-IoT i LTE-M, które są oparte na sieciach komórkowych, a zatem oferują również niezbędną jakość sieci i skalowalność w zastosowaniach profesjonalnych.
To, czy projekt może być z powodzeniem obsługiwany w dłuższej perspektywie, zależy w dużej mierze od właściwej łączności. Jeśli na początku wybierzesz "niewłaściwy" standard komunikacji mobilnej, możesz później napotkać problemy, takie jak słabe połączenie w przypadku przeszkód lub niepotrzebnie wysokie zużycie energii.
Właśnie dlatego warto przyjrzeć się bliżej różnicom i realistycznie ocenić, która technologia pasuje do danego zastosowania.
NB-IoT (Narrowband-IoT), znana również jako LTE Cat NB1, to technologia mobilna opracowana specjalnie dla Internetu rzeczy. Jest ona szczególnie odpowiednia do zastosowań stacjonarnych, w których rzadko trzeba przesyłać niewielkie ilości danych. Siła NB-IoT leży przede wszystkim w jego efektywności energetycznej i zdolności do zapewnienia stabilnego połączenia nawet w trudno dostępnych miejscach. Jednym z powodów, dla których NB-IoT działa niezawodnie nawet w ekranowanych środowiskach, takich jak piwnice lub pomieszczenia techniczne, jest tak zwana zasada niskiej częstotliwości: fale radiowe przesyłane w niskich zakresach częstotliwości, tak jak w przypadku NB-IoT, mają większą długość fali. Te długie fale przenikają przez ściany, podłogi i inne przeszkody strukturalne znacznie lepiej niż sygnały o wysokiej częstotliwości.
Urządzenia podłączone za pośrednictwem NB-IoT również wymagają bardzo małej mocy. W rzeczywistości tak mało, że mogą działać do dziesięciu lat na jednej baterii. To sprawia, że NB-IoT jest idealnym rozwiązaniem dla czujników, mierników lub innych urządzeń, które muszą działać przez lata przy niewielkiej konserwacji.
NB-IoT pokazuje również swoje zalety pod względem zasięgu i zdolności do przenikania przez ściany lub konstrukcje budowlane: Niezawodne połączenie można nawiązać nawet w podziemnych parkingach, piwnicach lub odległych obszarach o trudnych warunkach radiowych. Jednocześnie technologia ta oferuje bardzo wysoką gęstość sieci. Oznacza to, że kilkaset tysięcy urządzeń może pracować równolegle w jednej komórce radiowej bez zakłóceń.
Te właściwości sprawiają, że NB-IoT jest preferowanym wyborem dla wielu klasycznych aplikacji IoT, takich jak inteligentne pomiary, czujniki parkingowe lub monitorowanie parametrów środowiskowych. Istnieją ograniczenia w zakresie szybkości transmisji danych i opóźnień: duże ilości danych nie mogą być przesyłane wydajnie, a aplikacje działające w czasie rzeczywistym są nieodpowiednie ze względu na stosunkowo duże opóźnienia. NB-IoT nadaje się również do zastosowań mobilnych tylko w ograniczonym zakresie, ponieważ nie jest możliwe płynne przełączanie komórek, na przykład gdy obiekty się poruszają.
W przeciwieństwie do NB-IoT, LTE-M (LTE Cat M1) jest przeznaczony do scenariuszy IoT, które wymagają szybkiego czasu reakcji, wyższej szybkości transmisji danych i mobilności. Technologia ta bazuje na sieci 4G i jest już dostępna w wielu krajach. Jednocześnie jest ona przyszłościowa, ponieważ LTE-M może również działać w sieciach 5G za pomocą prostej aktualizacji oprogramowania.
Kluczową cechą LTE-M jest niskie opóźnienie: dane mogą być przesyłane w ciągu milisekund, umożliwiając aplikacjom reagowanie w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Nawet duże ilości danych - na przykład podczas śledzenia zasobów lub w urządzeniach ubieralnych - mogą być wysyłane i odbierane bez żadnych problemów. Ponadto LTE-M umożliwia płynne przełączanie między komórkami radiowymi (handover), dzięki czemu nawet urządzenia w ruchu mogą łączyć się stabilnie przez cały czas. Sprawia to, że LTE-M idealnie nadaje się do zastosowań mobilnych, w których wymagane są zmiany lokalizacji i ciągły przepływ danych.
Kolejną zaletą jest obsługa usług głosowych za pośrednictwem VoLTE, co jest szczególnie istotne w przypadku zastosowań o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa, takich jak systemy połączeń alarmowych w pojazdach lub windach. Chociaż LTE-M zużywa nieco więcej energii niż NB-IoT i oferuje niższą penetrację budynków, użytkownicy korzystają z większej funkcjonalności, komunikacji w czasie rzeczywistym i szerokiej dostępności sieci, zwłaszcza w Europie i Ameryce Północnej. LTE-M jest zatem zazwyczaj lepszym wyborem dla projektów, w których mobilność, niskie opóźnienia i komunikacja głosowa odgrywają ważną rolę.
Niedrig (< 250 kbit/s)
Wysoki
Bardzo niski
Mittel (< 1 Mbit/s)
Niski
Niski
Bardzo dobry
Nie
Tak (VoLTE)
Tylko ze sprzętem zewnętrznym
Zintegrowany (z obsługą sieci)
Częściowo, wciąż w budowie
Powszechna dostępność w sieciach LTE
Inteligentne liczniki, czujniki
Śledzenie, urządzenia ubieralne, kontrola mobilna
Ograniczony
Dobry
W pełni obsługiwane
Wybór między NB-IoT a LTE-M nie jest technicznym celem samym w sobie, ale bezpośrednio wpływa na wydajność i skalowalność projektu. Decydującym czynnikiem jest konkretne zastosowanie. Strategia hybrydowa może mieć również sens w przypadku niektórych scenariuszy, np. z modułami wielopasmowymi, które wykorzystują NB-IoT lub LTE-M w zależności od lokalizacji.
Wybór między NB-IoT a LTE-M nie jest decyzją czysto techniczną, ale zależy w dużej mierze od konkretnego scenariusza wdrożenia aplikacji IoT. Aby zidentyfikować właściwe rozwiązanie łączności, warto zadać trzy kluczowe pytania:
Niezależnie od wybranego standardu bezprzewodowego, niezawodność projektu IoT zależy od odpowiedniej karty SIM.
Nasze karty SIM M2M obsługują już NB-IoT i LTE-M w wielu krajach i oferują niekontrolowany roaming, zarządzanie w czasie rzeczywistym za pośrednictwem portalu internetowego oraz elastyczne modele taryfowe. Oznacza to, że nawet złożone wdrożenia mogą być efektywnie zarządzane i skalowane w sposób przyszłościowy.
