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為什麽我們需要NB‑IoT和LTE‑M

2020-01-03

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  在物聯網(IOT)的網絡將大規模擴大使用超越智能手機和平板電腦的移動通信發展到一個非凡的應用範圍和連接的設備-包括那些尚未被發明了很多產品。

  盡管許多物聯網應用程序僅需要短距離無線連接,但相當數量的物聯網應用程序需要更長距離的連接。例如公用事業儀表,監視農田的傳感器或在越野路線上跟蹤卡車的遠程信息處理模塊。

  這就是蜂窩物聯網(例如工業路由器)的用武之地,尤其是有望主導市場的兩種蜂窩物聯網標準:NB‑IoT和LTE‑M。 讓我們探索這兩個標準,它們的潛在用途以及為尋求增加蜂窩連接性的設備製造商提供的一些實現選項。

  為什麽我們需要NB‑IoT和LTE‑M

  LTE‑M(機器的長期演進)和 NB‑IoT (窄帶物聯網)是由負責LTE和5G的標準組織3GPP創建的標準。他們使運營商可以利用現有的蜂窩基礎設施來支持物聯網設備的廣泛部署。因為它們在許可的頻譜中運行,所以它們是安全,可靠的,並提供有保證的服務質量。

  LTE-M和NB-IoT都屬於機器對機器(M2M)通信,也稱為機器類型通信(MTC)。它們幫助啟用諸如智慧城市,環境監控,資產跟蹤等應用程序。

  當然,運營商已經將較早的2G和3G網絡用於某些物聯網應用,例如車隊跟蹤。但是LTE‑M和NB‑IoT有所不同,因為它們是專為可長時間通信少量數據的 IoT設備而設計和優化的。因此,它們比其他蜂窩標準更簡單,開銷卻少得多。轉換為:

  • 極低的功耗,使設備電池壽命長達10年。這就是為什麽這些網絡有時也稱為低功耗廣域網(LPWAN)。
  • 覆蓋範圍廣,覆蓋範圍廣 -比LTE好幾倍。
  • 低成本的硬件,因為降低了複雜性和規模經濟。
  • 每個基站最多可容納100,000個甚至更多的設備,這是因為每個設備的數據吞吐量要求非常低,並且優化的軟件技術使基站可以與大量IoT設備進行通信。

  NB‑IoT和LTE‑M是現有應用程序的舊蜂窩標準的自然繼承者,它們還將推動全新應用程序的開發。想象一下,如果地方政府可以確定何時需要清空垃圾箱,確定免費停車位並自動監視環境和道路狀況。

  下圖顯示了由大型MTC和關鍵MTC應用程序支持的一些IoT用例。大規模MTC依賴LPWAN技術,包括NB‑IoT和LTE‑M,而關鍵MTC將要求實時通信,且延遲非常低且可靠性很高。

  

  LTE‑M和NB‑IoT之間的差異

  下表比較了LTE‑M和NB‑IoT的特征。最大的差異是帶寬和語音支持,但出於實際目的,物聯網設備開發人員的差異可能很小。NB‑IoT可能會使用較少的功率,所需的硬件可能會稍微複雜一些。

  

  蜂窩物聯網背後的動力

  NB‑IoT和LTE‑M如此重要的最大原因也許是其巨大的行業發展勢頭。根據GSMA *的數據,截至2018年7月,運營商已 啟動58個NB‑IoT和LTE‑M網絡,覆蓋了全球大多數主要市場。

  中國已經在NB‑IoT上實現了標準化,從而創造了一個潛在的龐大市場,這可能會有助於推動IoT解決方案的發展。在美國,一些運營商(包括 Verizon和 AT&T)首先啟動了LTE‑M網絡,但還計劃了NB‑IoT網絡。

  對設備製造商來說重要的是什麽?

  在未來幾年中,我們很可能會看到成千上萬的公司設計新產品來利用蜂窩物聯網帶來的機會。這是設備製造商的一些主要注意事項:

  • 重要的是要考慮到獲得連接到許可網絡所需的操作員認證所需的步驟。利用RF合作夥伴的專業知識可以幫助克服這一挑戰。
  • 將大力支持NB‑IoT和LTE‑M網絡,以最大程度地提高潛在銷售額。幸運的是,出現了雙模芯片組,允許設備製造商為全球部署構建單個產品。
  • 預計許多物聯網設備可在現場可靠運行長達10年而無需維修。因此,蜂窩物聯網組件必須非常可靠,並且替換部件必須長期可用。

  NB‑IoT和LTE‑M才剛剛開始。在未來幾年中,這些低功耗蜂窩網絡將為大量新應用打開大門,將數十億個需要遠程連接並延長電池壽命的設備連接在一起。對於物聯網設備的製造商而言,確保產品同時支持這兩個標準將最大程度地帶來機會。

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