為物聯(lián)網(wǎng)解決方案選擇合適的蜂窩技術(shù)

快速增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求低系統(tǒng)復(fù)雜性、更長(zhǎng)的電池壽命和廣泛的范圍，3GPP 提供了專門的蜂窩技術(shù)，如 LTE-M 和 NB-IoT。這有助于大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有效地使用已經(jīng)成熟的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，并獲得無(wú)處不在的覆蓋范圍、可靠的連接、安全通信和各種數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的優(yōu)勢(shì)。

這兩種技術(shù)都幫助蜂窩行業(yè)在低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）領(lǐng)域做出了有競(jìng)爭(zhēng)力的貢獻(xiàn)。LTE-M和NB-IoT都可以部署在現(xiàn)有的LTE基礎(chǔ)設(shè)施和頻譜中，與常規(guī)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)高效共存。這兩種技術(shù)都針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求進(jìn)行了優(yōu)化。

在本文中，我們將重點(diǎn)比較兩種特定的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，LTE-M和NB-IoT，以幫助用戶為其應(yīng)用做出正確的選擇。

LTE-M

LTE-M是LTE-MTC的縮寫，其中MTC指的是機(jī)器類型通信。

該技術(shù)有助于降低設(shè)備復(fù)雜性和成本。LTE-M的主要組件 – LTE Cat-M1和LTE Cat-M2是一系列低成本設(shè)備類別，隨著每個(gè)3GPP版本的發(fā)展而發(fā)展，以提供數(shù)據(jù)速率和帶寬的增量改進(jìn)。LTE-M 面向具有更高帶寬數(shù)據(jù)要求、語(yǔ)音和移動(dòng)性的應(yīng)用。

NB-物聯(lián)網(wǎng)

NB-IoT，其中NB代表窄帶是一種低功耗廣域（LPWA）技術(shù)，用于支持各種新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)。窄信道帶寬除了節(jié)能操作和超低器件復(fù)雜性外，還提供了無(wú)與倫比的頻譜靈活性。NB-IoT針對(duì)需要少量數(shù)據(jù)量且不經(jīng)常由固定節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)膽?yīng)用。

雙模多頻段模塊

雙模模塊由單一外形中的 Cat-M1 和 NB-IoT 模塊組成，可根據(jù)使用場(chǎng)景和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍動(dòng)態(tài)配置吞吐量和功耗的最佳選項(xiàng)。

下表根據(jù)重要的基準(zhǔn)測(cè)試參數(shù)說(shuō)明了兩種技術(shù)之間的差異。

鍶#	參數(shù)	LTE – M	NB – 物聯(lián)網(wǎng)
LTE Cat-M1	LTE Cat-M2	LTE Cat-NB1	LTE Cat-NB2
1	最大下載數(shù)據(jù)速率	1 兆比特/秒	4 兆比特/秒	26 千字節(jié)	127 千字節(jié)
2	最大上行數(shù)據(jù)速率	1 兆比特/秒	7 兆比特/秒	~62 千字節(jié)	~159 kbps
3	TX 和 RX 帶寬	1.4兆赫	5兆赫	180千赫	180千赫
4	發(fā)射功率	23 / 20 分貝	23 / 20 分貝	23 / 20 分貝	14/ 23 / 20 分貝
5	延遲	50 – 100 毫秒	–	1.6 – 10 秒	–
6	雙工	全雙工或半雙工FDD/TDD	全雙工或半雙工FDD/TDD	半雙工FDD	半雙工FDD
7	流動(dòng)性	是的	是的	不	不
8	語(yǔ)音 （VoLTE）	是的	是的	不	不
9	頻譜靈活性	帶內(nèi)	帶內(nèi)	帶內(nèi)、帶外保護(hù)帶獨(dú)立載體	帶內(nèi)、帶外保護(hù)帶獨(dú)立載體
10	功耗	在中高數(shù)據(jù)速率下最佳	在中高數(shù)據(jù)速率下最佳	僅在低數(shù)據(jù)速率下最佳	僅在低數(shù)據(jù)速率下最佳

有時(shí)，在 LTE-M 和 NB-IoT 之間為您的物聯(lián)網(wǎng)解決方案做出選擇可能具有挑戰(zhàn)性。所做的選擇可以達(dá)到滿足功能要求的目的。但是，在性能方面，它可能有一些問(wèn)題。

我們努力幫助客戶明智地理解和權(quán)衡各種因素，幫助他們?cè)贜B-IoT和LTE-M調(diào)制解調(diào)器之間做出正確的選擇。

可用性

需要做的第一個(gè)現(xiàn)實(shí)檢查是在安裝解決方案的部署階段技術(shù)的可用性。亞洲和歐洲的國(guó)家首先專注于部署NB-IoT，而北美則優(yōu)先考慮LTE-M的推出。最好與蜂窩網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商和政府法規(guī)進(jìn)行驗(yàn)證。

流動(dòng)性因素

應(yīng)用程序的移動(dòng)性范圍是決定 IoT 解決方案技術(shù)的主要因素之一。如果部署的帶有調(diào)制解調(diào)器的系統(tǒng)具有高移動(dòng)性，例如安裝在汽車，人類或?qū)櫸镏?，那么LTE-M是更好的選擇，因?yàn)樗昧诉\(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的漫游模型。NB-IoT主要用于一次性注冊(cè)的靜態(tài)設(shè)備，如果設(shè)備移動(dòng)，可能會(huì)導(dǎo)致中斷或高功耗。

延遲

延遲是時(shí)間關(guān)鍵型應(yīng)用程序需要考慮的一個(gè)非常重要的因素。由于LTE-M提供的延遲比NB-IoT低得多，LTE-Cat-M1和LTE-Cat-M2是具有時(shí)間關(guān)鍵期望的應(yīng)用的首選。另一方面，NB-IoT僅支持半雙工通信。響應(yīng)時(shí)間是遠(yuǎn)程控制設(shè)備的重要因素。

由于LTE-M提供的響應(yīng)時(shí)間接近4G / LTE網(wǎng)絡(luò)提供的響應(yīng)時(shí)間，因此與NB-IoT相比，這是一個(gè)明顯的選擇，NB-IoT旨在以幾秒鐘的延遲傳輸少量數(shù)據(jù)。如果您的應(yīng)用程序可以處理長(zhǎng)達(dá)幾秒鐘的響應(yīng)延遲，并且電池壽命更重要，那么NB-IoT可能是一個(gè)選擇。

數(shù)據(jù)特征

數(shù)據(jù)量和傳輸頻率在決定蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面起著至關(guān)重要的作用。LTE-M 是高下行鏈路和帶寬要求的更好選擇，尤其是在定期交換數(shù)據(jù)或語(yǔ)音的應(yīng)用中。NB-IoT是首選，其中少量數(shù)據(jù)不規(guī)則地發(fā)送，沒(méi)有任何時(shí)間關(guān)鍵的期望。

電源預(yù)期

假設(shè)大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都是電池供電的，通過(guò)實(shí)施節(jié)能操作進(jìn)行功率優(yōu)化對(duì)于延長(zhǎng)電池壽命非常重要。

延長(zhǎng)電池壽命可降低現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的相關(guān)成本。雖然LTE-M和NB-IoT設(shè)備都可以根據(jù)需要執(zhí)行喚醒，但如果電池壽命是最重要的參數(shù)，NB-IoT是最佳選擇，因?yàn)楹?jiǎn)化的控制協(xié)議減少了喚醒時(shí)間。

固件更新

如果固件或軟件更新是產(chǎn)品生命周期中考慮的功能，則應(yīng)首選使用LTE-M，因?yàn)樗С指叩臄?shù)據(jù)速率和帶寬，可以處理大量數(shù)據(jù)傳輸。NB-IoT如果用于固件升級(jí)可能會(huì)導(dǎo)致電池大量耗盡。一些用戶更喜歡使用同時(shí)具有LTE-M和NB-IoT的雙模調(diào)制解調(diào)器，其中每個(gè)調(diào)制解調(diào)器都可以根據(jù)需要使用。

覆蓋

NB-IoT的范圍是LTE CAT-1的七倍，并且具有更好的建筑/障礙物穿透能力，因此非常適合安裝在難以到達(dá)的地方的應(yīng)用。因此，NB-IoT更適合遠(yuǎn)程/睡眠工業(yè)傳感器、智能電表、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)傳感器和智能城市應(yīng)用等應(yīng)用。LTE-M補(bǔ)充了NB-IoT，在非平穩(wěn)場(chǎng)景和需要更高帶寬的用例中提供可靠的覆蓋。

選擇正確的蜂窩技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)解決方案設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵決策之一，因?yàn)樗苯佑绊懏a(chǎn)品的生命周期。盡管LTE-M和NB-IoT都提供了誘人的功能，但分析產(chǎn)品的要求為在兩者之間做出正確選擇鋪平了道路。

審核編輯：郭婷