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LTE-M 与 NB-IoT——指南:深入探讨 LTE-M 与 NB-IoT 之间的差异

请阅读我们的《指南》,了解如何在 LTE-M 和 NB-IoT 之间进行选择。连接性是产品设计和性能的关键组成部分,因此必须在设计流程的早期阶段就考虑连接技术的选择。

什么是 LTE-M?

LTE-M(也称为 LTE-MTC 和 LTE Cat M)是一种低功耗广域网(LPWAN)技术,可利用现有的 LTE 网络基础设施并扩展其覆盖范围。 LTE-M(即 LTE 机器类通信(MTC))也是由 3GPP 开发的一种 LPWAN 技术,旨在为物联网(IoT)应用提供专门的设备和服务。在 3GPP Release 13 版本中,LTE-M 提供 1 Mbps 的数据速率,该速率在 Release 14 版本中提升至 4 Mbps,同时还具备更强的移动性和语音通信能力。

什么是 NB-IoT(窄带物联网)?

NB-IoT(窄带物联网)是一种部署在移动网络上的无线电技术,特别适合室内覆盖、低成本、长电池续航时间以及大量设备连接。NB-IoT 将带宽限制在 200kHz 的单一窄带上,在 3GPP 标准第 13 版中,其下行峰值速率为 26kbs。第 14 版中,该速率将提高至 127kbps。

指南面向移动物联网:如何在全球部署中选择 LTE-M 还是 NB-IoT

本《白皮书》将作为指南,帮助您就 LTE-M 和 NB-IoT 技术做出明智的决策。您将能够了解采用该技术可能带来的潜在益处,并探讨其中涉及的挑战。

新型网络技术 LTE-M 和 NB-IoT 简介

两种基于移动(蜂窝)技术的新型网络技术——LTE-M 和 NB-IoT——正陆续进入市场,这两种技术均专为支持全球物联网连接而设计。

对于希望利用LPWAN(低功耗广域网)技术的行业而言,LTE-M 和 NB-IoT 都是不错的连接方案,该技术不仅能延长设备的电池续航时间,还能连接此前难以覆盖的设备。这两种技术目前均已投入使用,且已实现标准化,并基于4G网络构建,这意味着它们具备前瞻性,拥有全球网络覆盖,并得到了GSMA和电信标准的支持。

连接性是产品设计和性能的关键组成部分,因此必须在设计流程的早期阶段就考虑连接技术的选择。鉴于技术和市场的发展日新月异,这一选择颇具挑战性。5G技术即将问世,2G和3G网络正逐步被淘汰,而支持低功耗广域网(LPWAN)的新型网络技术——如 LTE-M 和 NB-IoT(也称为移动物联网)——正开始在全球范围内推广应用。

这是首次开发出专门满足物联网连接需求的网络。此前,联网设备一直是在为满足消费者需求而构建的基础设施上进行通信的。

LTE-M 和 NB-IoT 是在授权频谱范围内经过标准化、安全且由运营商管理的通信技术。它们专为成本低、数据速率低、需要长电池寿命且通常在难以覆盖的区域运行的物联网应用而设计。

对于那些希望为生命周期较长、且需要更长电池续航时间和更广覆盖范围的设备寻找2G和3G替代方案的行业而言,LTE-M 和 NB-IoT 将是显而易见的选择。

对于预期使用寿命为十年或更长的部署而言,这两种技术都是不错的选择,但它们之间存在差异,这使得每种技术都更适合某些物联网应用,而不太适合其他应用。

那么,哪一种才是最适合您应用场景的选择呢?

这份《指南》介绍了每项技术的相对优势和局限性,旨在帮助企业做出正确的选择,从而实现长期成功。

行业术语和缩写的定义可在《白皮书》末尾查阅。了解更多关于我们托管连接服务的信息。

LTE-M 和 NB-IoT 技术的优势

LTE-M 和 NB-IoT 的设计初衷是支持那些需要长续航时间的物联网设备,或是部署在普通 4G 技术难以覆盖的区域(例如深室内场所)的设备。那么,它们之间有何区别?又将对市场产生怎样的影响?

LTE-M 和 NB-IoT 的优势
LTE-M 和 NB-IoT 有哪些优势?

电池续航时间和覆盖范围的提升

通过减少设备与网络之间的无线通信,可以延长电池续航时间,设备可以进入睡眠模式或减少监听网络的频率。例如,在深室内或偏远地区,LTE-M 和 NB-IoT 的覆盖范围都优于4G。然而,电池续航时间、覆盖范围和响应速度之间存在权衡。要充分利用这一点,需要利用网络中的新型功能,例如PSM和eDRX。

应用场景需要快速响应的设备不太适合采用节电和增强覆盖的方案。同样,需要10年使用寿命的设备则应部署在覆盖良好的区域。为了实现平衡,节电和增强覆盖应同步实施。通过睡眠模式和采用适当的重复次数,可以显著提升电池续航时间和覆盖范围。

新的定价模式可能会出现

由于物联网连接涉及的流量特征不同,LTE-M 和 NB-IoT 的定价模式很可能与传统电信定价有所不同。 虽然将有大量连接到网络的 LTE-M 和 NB-IoT 设备,但它们传输的数据量较少。网络运营商很可能不会采用按设备数据消耗量计费的定价模式,而是考虑对 LTE-M 和 NB-IoT 设备按每台设备收取接入费,或两者结合,以更好地与这些设备消耗的网络资源相匹配。

硬件简化

LTE-M 和 NB-IoT 都采用了常规 4G 技术的简化版本,这使得该技术在实现大规模部署后,能够降低硬件的复杂性和成本。

GSMA 维护了一份市售模块清单,该清单显示,模块市场主要分为三大类:支持 LTE-M 或 NB-IoT 的模块,以及同时支持 LTE-M 和 NB-IoT 的模块。

LTE-M 与 NB-IoT 之间的主要区别

LTE-M 与 NB-IoT 之间的区别
LTE-M 与 NB-IoT 之间的主要区别——概述
  • 就设备生命周期内预计会进行的固件和软件更新而言,LTE-M 是更优的选择。LTE-M 专为漫游而设计,能够通过单一联系点和企业订阅服务,为国际部署提供最佳支持。
  • 与LTE相比,LTE-M 和 NB-IoT 的室内覆盖范围都得到了显著提升。
  • 对于移动设备而言,LTE-M 是一个更好的选择,因为它不会中断正在进行的数据传输。
  • LTE-M 已为语音技术和 LTE 语音(VoLTE)做好了准备。
  • 借助 LTE-M 技术,设备可在需要时以毫秒级速度做出响应,从而实现应用场景 ——这种技术在需要快速响应的场景下尤为重要,这对人机交互的易用性至关重要。
LTE-M 吞吐量与 NB-IoT 的对比
LTE-M 的设计目标是实现比 NB-IoT 更高的吞吐量

维基百科报道的 LTE-M 和 NB-IoT 的理论最大速度。这些数据基于理论上的最大值,实际性能会受到物理条件的影响。

LTE-M 和 NB-IoT——全球覆盖情况与发展前景

朝着在所有国家实现本地化供应的目标迈进

对于设备的全球部署,企业需要将技术的生命周期纳入考量。

全球部署需要全球覆盖,但新技术最初通常仅在局部地区(通常是城市地区)或全国范围内推出。那么,LTE-M 和 NB-IoT 何时才能实现全球覆盖呢?

目前,LTE-M 和 NB-IoT 既已在局部地区投入使用,也正逐步走向全球普及。

我们发现,有时某个地区的某家运营商开始专注于 LTE-M 或 NB-IoT,随后该地区内的竞争对手往往也会推出另一种方案。

我们预计,几年内,所有国家都将实现 LTE-M 和 NB-IoT 的本地覆盖。

LTE-M 和 NB-IoT 的可用地区

全国范围的部署是一个良好的开端,但要实现全球覆盖,运营商之间必须签订商业性的全球漫游协议,这样企业才能仅凭一份合同和一个联系点来部署其设备。

随着4G的广泛普及和5G的即将到来,2G和3G正逐渐被淘汰。如今,2G技术在物联网解决方案中仍被广泛应用。2G语音技术用于语音通话,包括紧急呼叫,例如eCall——这是一项旨在为在欧盟任何地方发生碰撞的机动车驾驶员提供快速援助的欧洲倡议。 自2018年4月起,所有在欧盟销售的新型经型式认证的汽车均必须配备eCall系统。由于eCall要求使用2G语音技术,欧盟的运营商无法简单地淘汰2G网络。

LTE-M 和 NB-IoT 正开始在全球范围内推广,其中 LTE-M 率先推出。我们预计,在 5G 的整个生命周期内,LTE-M 和 NB-IoT 都将持续提供服务。

 

请继续阅读PDF文件。

《白皮书》涵盖的主题包括:

  • 什么是 LTE-M 和 NB-IoT?
  • 对于您的低功耗物联网应用,最佳选择是什么?
  • 每项技术各自有哪些相对优势和局限性,以帮助您做出正确的选择,从而实现长期成功?
  • 全球供应情况与展望
  • 在从2G/3G向物联网新技术过渡的过程中,跨国企业应如何思考和行动?

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