aisa smarthome
NB-IoT

مقایسه NB-IoT و LTE-M در اینترنت اشیا

مقدمه

استانداردهای سنتی تلفن همراه طوری طراحی شده اند که با صدا و پیامک کار کنند و به همین دلیل همیشه به تماس های دریافتی گوش می دهند. اما اکثر برنامه های اینترنت اشیا نیازی به گوش دادن دستگاه ها ندارند، به این معنی که استانداردهای سنتی (2G، 3G، 4G) از انرژی بیشتری نسبت به NB-IoT و LTE-M استفاده می کنند.

اغلب در مورد در دسترس بودن LTE-M و NB-IoT از ما سوال می شود. هر دو گزینه های اتصال عالی برای اینترنت اشیا هستند که مصرف انرژی کمتر، نفوذ عمیق، ابعاد کوچکتر و هزینه کمتر را ارائه می دهند. اما در مورد نقاط قوت هر فناوری سردرگمی زیادی در بازار وجود دارد.

تصمیم گیری در مورد اینکه کدام استاندارد فناوری استفاده شود آسان نیست. وقتی به دنبال پاسخ روشنی گشتم، به سرعت در پیچ و خم کلمات اختصاری گم شدم. اکنون من تصویر واضحی از نحوه مقایسه این دو فناوری دارم، و امیدوارم به شما کمک کند تا انتخاب فناوری اتصال سلولی خود را درک کنید!

نفوذ

به طور کلی می شنوید که NB-IoT از دستگاه های در مکان های عمیق تر از LTE-M پشتیبانی می کند. آیا واقعا موضوع این است؟ اخیراً محققان و همکاران صنعتی نشان داده اند که این فرض واضح نیست و نمی شود به آن با قاطعیت استناد کرد.

LTE-M چیست؟

حداکثر تلفات کوپلینگ (MCL)

3GPP از MCL برای ارزیابی پوشش استفاده می کند. در تئوری، می توان آن را به عنوان حداکثر تلفات در سطح توان هدایت شده تعریف کرد که یک سیستم می تواند تحمل کند و همچنان عملیاتی باشد (تعریف شده توسط حداقل سطح توان دریافتی قابل قبول). MCL بالاتر به معنای پیوند قوی تر بین فرستنده و گیرنده است.

MCL برای NB-IoT و LTE-M

وب سایت 3GPP به کتاب Cellular Internet of Things From Massive Deployments to Critical 5G Applications به عنوان منبعی برای اطلاعات بیشتر در مورد Nb-IoT و LTE-M اشاره می کند.

طبق این کتاب، MCL ها در فناوری مخابرات 4G عبارتند از:

LTE-M: 160.7 دسی بل
NB-IoT: 164 دسی بل
در فناوری مخابرات 5G، MCLها برای NB-IoT و LTE-M (با نیاز به پشتیبانی از تراکم اتصال 1,000,000 دستگاه در هر کیلومتر مربع) باید 164 دسی بل باشد.

بنابراین، طبق آن MCL ها، NB-IoT و LTE-M عمق نفوذ یکسانی در 5G دارند.

در 4G، LTE-M 3.3  (160.7 دسی بل) از NB-IoT عقب تر است، به این معنی که NB-IoT عمق نفوذ بهتری نسبت به LTE-M در شبکه های مخابراتی 4G دارد.

تحقیقات LTE-M: چه چیزی را نشان می دهد؟

شرکت های برجسته در صنعت مخابرات، شبیه سازی هایی را بر اساس فرضیات 3GPP انجام داده اند. آنها در مورد پوشش LTE-M و مناسب بودن آن برای برنامه های IoT که به پوشش عمیق نیاز دارند، تحقیق کردند. LTE-M توانایی نفوذ بسیار مشابهی با سایر فناوری های LPWA دارد.

Sierra Wireless، در مقایسه با سایر فناوری های LPWA از بهبود پوشش بسیار مشابه اگر نگوییم بهتر پشتیبانی می کند. چرا؟

به نظر می رسد مفروضات زیربنای محاسبات MCL 3GPP بین فناوری ها متفاوت است و بنابراین مقایسه منصفانه ای نبوده است.

نتیجه گیری نفوذ

هر دو NB-IoT و LTE-M برای نفوذ عمیق مناسب هستند. تحقیقات نشان می‌دهد که LTE-M می‌تواند به همان عمق نفوذ NB-IoT برسد (اما به قیمت مصرف انرژی اضافی! در ادامه می‌توانید در این مورد بیشتر بخوانید).

با این حال، مهم است که در نظر داشته باشید که پارامترهای درگیر در آزمایش‌ ها و شبیه‌سازی‌ ها در مورد قابلیت‌ های نفوذ می‌تواند از دستگاهی به دستگاه دیگر، برج سلولی به برج سلولی و غیره بسیار متفاوت باشد.

به عنوان نکته پایانی، نقطه ضعف NB-IoT در اینجا در مقایسه با LTE-M این است که NB-IoT برای عمده فروشی در دسترس نیست. در حال حاضر، هنگام استفاده از NB-IoT، دستگاه شما تنها به زیر مجموعه ای از ایستگاه های پایه در یک کشور دسترسی خواهد داشت. LTE-M قبلاً قراردادهای عمده فروشی در دسترس دارد، به این معنی که امروزه می توان از یک دستگاه به چندین شبکه LTE-M متصل شد، بنابراین شانس یافتن یک اتصال قوی به اندازه کافی افزایش می یابد.

استقرار جهانی و رومینگ

تکنولوژی 5G

NB-IoT را می توان در هر دو شبکه 2G (GSM) و 4G (LTE) مستقر کرد، در حالی که LTE-M فقط برای 4G است. با این حال، LTE-M در حال حاضر با شبکه LTE موجود سازگار است، در حالی که NB-IoT از مدولاسیون DSSS استفاده می کند که به سخت افزار خاصی نیاز دارد. قرار است هر دو روی 5G در دسترس باشند. این عوامل، به علاوه برخی عوامل دیگر، در دسترس بودن در سراسر جهان را تحت تاثیر قرار می دهند.

در دسترس بودن جهانی

خوشبختانه، GSMA منبع مفیدی به نام نقشه استقرار اینترنت اشیای موبایلی دارد. در آن می توانید استقرار جهانی فناوری های NB-IoT و LTE-M را مشاهده کنید.

اپراتورها معمولاً LTE-M را ابتدا در کشورهایی که قبلاً پوشش LTE داشتند (به عنوان مثال، ایالات متحده) مستقر کردند. ارتقاء یک برج LTE موجود برای پشتیبانی از LTE-M نسبت به افزودن پشتیبانی NB-IoT نسبتا ساده تر است.

با این حال، اگر LTE از قبل پشتیبانی نمی‌شود، نصب زیرساخت جدید NB-IoT ارزان‌تر است.

یکی دیگر از عواملی که باید در نظر گرفت این است که شرکت هایی مانند هواوی روی مالکیت معنوی NB-IoT (IP) سرمایه گذاری کرده اند و از عرضه آن پشتیبانی می کنند.

قراردادهای رومینگ

اگر دستگاهی را به جایی می فرستید، استقرار چیزی است که باید در نظر بگیرید. و اگر آن دستگاه برای همیشه در یک مکان باقی نمی ماند یا مطمئن نیستید در کجای دنیا مستقر می شود، باید تفاوت های ظریف رومینگ با LTE-M و NB-IoT را نیز در نظر بگیرید.

LTE-M از مزیت داشتن قراردادهای رومینگ تلفن همراه در حال حاضر برخوردار است، در حالی که NB-IoT بسیار عقب است. بنابراین رومینگ برای NB-IoT نسبتاً محدود است.

تصمیمات جهانی استقرار و رومینگ

تصمیم‌گیری‌ها در اینجا به این بستگی دارد که دستگاه شما در کجا قرار گیرد و اینکه آیا به رومینگ نیاز دارد یا خیر. اگر دستگاه شما ممکن است نیاز به رومینگ داشته باشد، LTE-M انتخاب طبیعی شماست.

اگر دستگاه شما در چین ثابت است، در حال حاضر NB-IoT انتخاب منطقی است.

با این وجود، NB-IoT و LTE-M هنوز در روزهای ابتدایی خود هستند و برای مثال در حال حاضر داشتن گزینه های بازگشتی 2G یا 4G مفید است.

مصرف برق

مصرق برق شبکه بی سیم

استانداردهای سنتی تلفن همراه طوری طراحی شده اند که با صدا و پیامک کار کنند و به همین دلیل همیشه به تماس های دریافتی گوش می دهند. اما اکثر برنامه های اینترنت اشیا نیازی به گوش دادن دستگاه ها ندارند، به این معنی که استانداردهای سنتی (2G، 3G، 4G) از انرژی بیشتری نسبت به NB-IoT و LTE-M استفاده می کنند.

طول عمر باتری طولانی در بسیاری از برنامه های مدرن اینترنت اشیا ضروری است. در اینجا به برنامه هایی مانند مدیریت هوشمند زباله، مدیریت دارایی و حسگرهای محیطی می توان اشاره کرد.

NB-IoT و LTE-M نشان دهنده بهبود قابل توجهی در مصرف انرژی در مقایسه با سایر استانداردهای سلولی است. با این حال، مقایسه دو راه حل اتصال اینترنت اشیا به دلیل عوامل متعددی که بر مصرف انرژی و طول عمر باتری تأثیر می گذارند دشوار است.

ویژگی های ذخیره انرژی

هر دو فناوری از PSM (حالت ذخیره انرژی) و eDRX (دریافت ناپیوسته طولانی) پشتیبانی می کنند که عمر باتری را افزایش می دهند.

با این حال، در عمل، بسیار مهم است که ابتدا این ویژگی ها را به طور کامل در دستگاه خود آزمایش کنید. اگرچه از نظر تئوری عالی هستند، استفاده از آنها ممکن است ساده نباشد

مصرف برق در حین انتقال

عواملی مانند از دست دادن کوپلینگ (شرایط پوشش) به طور قابل توجهی بر سرعت بالا و پایین لینک تأثیر می گذارد. می توان گفت که در شرایط خوب، LTE-M از مزایای سرعت داده های سریع تر بهره می برد. با این حال، در شرایط بد، NB-IoT ممکن است سرعت داده سریع‌ تری داشته باشد.

مصرف انرژی در NB-IoT و LTE-M به شدت به برنامه های کاربردی خاص شما و دستگاه هایی که استفاده می کنید بستگی دارد. مقایسه مستقیم بین دو فناوری پیچیده است زیرا بسیاری از متغیر های مصرف برق را دیکته می کنند (فرکانس انتقال، اندازه انتقال، تلفات کوپلینگ).

تحرک

هنگام حرکت، دستگاه شما باید به طور مکرر بین ایستگاه های پایه (معروف به برج های سلولی) جابجا شود. تصویر زیر به زیبایی نشان می دهد که چگونه تلفن همراه هنگام حرکت بین ایستگاه های پایه جا به جا می شود.

NB-IoT چیست؟

همانطور که می بینید، در یک سفر کوتاه، تعداد زیادی تحویل بین ایستگاه های پایه وجود دارد. این فرآیند تحویل در مورد این است که اتصال دستگاه شما به طور یکپارچه از یک ایستگاه پایه به ایستگاه دیگر منتقل می شود.

NB-IoT قادر به این نوع تحویل بدون درز نیست. همانطور که یک دستگاه از محدوده برج سلولی خارج می شود، قدرت (قدرت Tx رسانا) را برای متصل ماندن افزایش می دهد. پس از قطع شدن، باید مجدداً در شبکه ثبت نام کند، که باعث افت اتصال و افزایش مصرف برق می شود.

Freedom to Leave

Freedom to Leave (معروف به آزادی عمل) اغلب در صنعت ما مورد بحث قرار نمی گیرد زیرا معمولاً در دسترس نیست. اما این چیزی است که تا هسته Onomondo اجرا می شود (و به دلیل هسته شبکه ما امکان پذیر است)، بنابراین الزامی است که در اینجا به امکانات این دو فناوری نیز توجه کنیم.

به طور خلاصه، Freedom to Leave در مورد توانایی انتقال سیم کارت به اپراتور جدید از طریق هوا (یا بارگذاری مشخصات اپراتور جدید روی سیم کارت) است. اگرFreedom to Leave ندارید و قبلاً از اپراتور مورد نظر خود در سیم‌کارت‌ های مستقر پشتیبانی نمی‌کند، باید به صورت فیزیکی از همه دستگاه‌ های خود بازدید کنید تا سیم‌کارت‌ ها را با تغییر اپراتور تعویض کنید. بازدید از دستگاه‌ ها برای تعویض سیم‌کارت معمولاً بسیار گران یا تقریباً غیرممکن است.

OTA

بیشتر به شما خواهند گفت که این مشکل با eUICC نیست. اما به لطف پلتفرم‌ های eUICC هنوز مشکلی در قفل فروشنده برای eUICC وجود دارد، به این معنی که آزادی کاملی برای کار با سیم‌کارت‌ های خود ندارید.

Onomondo تغییر اپراتورها را در سیم‌کارت‌ های معمولی UICC از طریق به‌ روزرسانی‌ های بی سیم (OTA) ممکن می‌سازد. ما می‌توانیم این کار را به لطف راه‌اندازی شبکه و کنترل کامل مان بر کلیدهای IMSI، Ki، و OPC سیم‌کارت‌ هایمان، که بخش مهمی از اپراتور های سوئیچینگ هستند، انجام دهیم.

تغییر هویت

اکثر اپراتورها از پیامک در NB-IoT پشتیبانی نمی کنند. این بدان معناست که eUICC در بسیاری از شبکه ها کار نخواهد کرد و به روز رسانی OTA اپراتور Onomondo نیز غیرممکن است. با توجه به راهنمای استقرار GSMA NB-IoT از ژوئن 2019، «فقط برخی از اپراتور هایی که NB-IoT را به کار می‌گیرند از پیامک پشتیبانی می‌کنند. بنابراین در حال حاضر هیچ توصیه روشنی برای استقرار نمی توان ارائه کرد.»

LTE-M از به روز رسانی های OTA پشتیبانی می کند. علاوه بر این، پهنای باند بالاتر LTE-M انتقال پروفایل های سیم کارت (یا هر به روز رسانی نرم افزاری، در این مورد) را آسان تر می کند. اگر eUICC را مد نظر دارید، بهتر است LTE-M را انتخاب کنید. eUICC به احتمال زیاد در منطقه(های) مورد علاقه شما در NB-IoT کار نخواهد کرد.

علاوه بر این، NB-IoT بیشتر در معرض خطر قفل شدن اپراتور هستند، زیرا اپراتور های سوئیچینگ معمولاً OTA امکان پذیر نیستند.

استانداردهای فنی قوی

بر اساس ملاحظات فوق، می توانید ببینید که LTE-M و NB-IoT هر دو استانداردهای فناوری قوی برای برنامه های کاربردی اینترنت اشیا هستند.

  • پوشش / نفوذ: LTE-M احتمالاً به خوبی NB-IoT است.
  • استقرار جهانی و رومینگ: رومینگ با LTE-M بهتر است. با این حال، مهم است که در دسترس بودن در منطقه(های) مورد علاقه خود را بررسی کنید.
  • مصرف برق: به نظر می رسد که LTE-M در شرایط پوشش خوب تا متوسط ​​بهتر است و NB-IoT در شرایط پوشش ضعیف بهتر است.
  • تحرک: LTE-M برای دستگاه های ثابت و تلفن همراه مناسب است، در حالی که NB-IoT فقط برای دستگاه های ثابت مناسب است.
  • آزادی عمل: LTE-M از آزادی عمل بیشتری پشتیبانی می‌کند و eUICC، NB-IoT معمولاً اینطور نیست.

نظر من این است که LTE-M به طور کلی گزینه قوی تری برای راه حل های IoT است. همچنین به‌ روزرسانی‌ های میان‌افزار OTA با LTE-M آسان‌تر است و برای صدا مناسب است، این راه‌حل انعطاف‌ پذیرتر از این دو است و یک انتخاب اتصال محکم و مطمئن برای آینده را نشان می‌دهد.

فهرست مطالب

sPACE
آخرین مقالات

تاثیر اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) در تعمیر و نگهداری پیش بینی شده

اینترنت اشیا (IoT) چیست؟ هرانچه که باید بدانید

شیشه هوشمند چیست؟ هر آنچه باید بدانید

سیستم اعلام حریق متعارف چیست؟

طراحی سیستم‌ های اعلام حریق

اشتراک گذاری :

اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در email

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.