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NB-IoT 与 LTE-M:比较

    们经常被问及LTE-M和NB-IoT的可用性。它们都是物联网的绝佳连接选项,可提供更低的功耗、深度的渗透、更小的外形尺寸和更低的成本。但是市场上对每种技术的优势存在很多困惑。
    决定使用哪种技术标准并不容易。当我寻找明确的答案时,我很快就迷失在缩写词的迷宫中。现在我对这两种技术的比较有了清晰的了解,我希望它可以帮助您掌握蜂窝连接技术的选择!
 
    渗透
 
    如果您在互联网上询问,您通常会听到NB-IoT支持比LTE-M更深的设备。但事实真的如此吗?最近,研究人员和行业同行表明这种假设并不明确。
 
    最大耦合损耗(MCL)
 
    3GPP使用MCL来评估覆盖范围。理论上,它可以定义为系统可以容忍且仍可运行的传导功率电平的最大损耗(由最小可接受的接收功率电平定义)。更高的MCL意味着发射器和接收器之间的链接更强大。
 
    用于NB-IoT和LTE-M的MCL
 
    3GPP的网站参考了《蜂窝物联网(第二版)从大规模部署到关键5G应用》一书,作为有关Nb-IoT和LTE-M的更多信息的来源。
 
    根据该书,4G电信技术的MCL是:
 
    LTE-M:160.7分贝
 
    窄带物联网:164分贝
 
    在5G电信技术上,NB-IoT和LTE-M(要求支持每平方公里1,000,000台设备的连接密度)的MCL必须为164dB。
 
    因此,根据这些MCL,NB-IoT和LTE-M在5G上的渗透深度相同。
 
    在4G上,LTE-M落后于NB-IoT3.3dB(160.7dB),这意味着NB-IoT在4G电信网络上比LTE-M具有更好的穿透深度。
 
    LTE-M研究:它显示了什么?
 
    然而,电信行业的知名公司已经根据3GPP做出的假设进行了模拟。他们研究了LTE-M的覆盖范围及其对需要深度覆盖的物联网应用的适用性。LTE-M具有与其他LPWA技术非常相似的渗透能力。
 
    SierraWireless首席工程师GusVos表示,“与其他LPWA技术相比,LTE-M支持的覆盖增强非常相似,甚至更好。”为什么?事实证明,3GPP的MCL计算所依据的假设因技术而异,因此不是一个公平的比较。
 
    渗透结论
 
    NB-IoT和LTE-M都非常适合深度渗透。研究表明,LTE-M可以达到与NB-IoT相同的渗透深度(但以额外的功耗为代价?您可以在下面阅读更多内容)。
 
    但是,重要的是要记住,围绕渗透能力的测试和模拟中涉及的参数可能因设备、基站到基站等而有很大差异。
 
    最后要注意的是,与LTE-M相比,NB-IoT的一个缺点是NB-IoT无法批发。目前,您的设备在使用NB-IoT时只能访问某个国家/地区的一部分基站。LTE-M已经有批发协议,这意味着今天,可以从一台设备连接到多个LTE-M网络,从而增加找到足够强连接的机会。
 
    全球部署和漫游
 
    NB-IoT可部署在2G(GSM)和4G(LTE)网络上,而LTE-M仅适用于4G。但是,LTE-M已经兼容现有的LTE网络,而NB-IoT使用DSSS调制,这需要特定的硬件。两者都计划在5G上可用。这些因素加上其他一些因素会影响全球的可用性。
 
    全球可用性
 
    幸运的是,GSMA有一个方便的资源,称为移动物联网部署地图。在其中,您可以看到NB-IoT和LTE-M技术的全球部署。
 
    运营商通常首先在已经有LTE覆盖的国家(例如美国)部署LTE-M。升级现有LTE塔以支持LTE-M比添加NB-IoT支持相对容易。
 
    但是,如果不支持LTE,则建立新的NB-IoT基础设施会更便宜。
 
    另一个需要考虑的因素是像华为这样的公司在NB-IoT知识产权(IP)上投入了大量资金并支持其推出。
 
    漫游协议
 
    如果您将设备发送到某个地方,则需要考虑部署。如果该设备不会永远停留在同一个地方,或者您不确定它将部署在世界上的哪个地方,您还需要考虑使用LTE-M和NB-IoT漫游的细微差别。
 
    LTE-M的优势在于已经制定了蜂窝漫游协议,而NB-IoT则远远落后。因此NB-IoT的漫游相对有限。
 
    全球部署和漫游决策
 
    此处的决定取决于您的设备所在的位置以及它是否需要漫游。如果您的设备可能需要漫游,LTE-M是您的自然选择。
 
    如果您的设备在中国等地是静态的,那么NB-IoT是目前合理的选择。
 
    尽管如此,NB-IoT和LTE-M仍处于早期阶段,例如,目前拥有2G或4G回退选项很有帮助。
 
    能量消耗
 
    传统的蜂窝标准旨在与语音和SMS配合使用,因此始终监听来电。但大多数物联网应用不需要设备监听,这意味着传统标准(2G、3G、4G)比NB-IoT和LTE-M使用更多的功率。
 
    在许多现代物联网应用中,长电池寿命至关重要。想想这里的智能废物管理、资产管理和环境传感器等应用程序。
 
    与其他蜂窝标准相比,NB-IoT和LTE-M代表了功耗的显着改善。然而,由于影响功耗和电池寿命的许多因素,比较这两种物联网连接解决方​​案很棘手。
 
    省电功能
 
    两种技术均支持PSM(省电模式)和eDRX(扩展不连续接收),可延长电池寿命。下面的视频很好地概述了这两个特性(NBeMTC是LTE-M的一个子集)。
 
    但是,在实践中,首先在设备上彻底测试这些功能至关重要。虽然它们在理论上很棒,但使用它们可能并不简单。我们在最近的一次网络研讨会上与LightBug首席执行官兼创始人ChrisGuest讨论了这个问题。LightBug在让这些节能功能可靠地工作方面遇到了困难,而是为其跟踪设备创建了自己的“睡眠”逻辑。
 
    传输过程中的电力使用
 
    耦合损耗(覆盖条件)等因素会显着影响上行和下行速度。可以说,在良好的条件下,LTE-M将获得更快的数据速度带来的回报。但是,在恶劣条件下,NB-IoT可能具有更快的数据速度。
 
    NB-IoT和LTE-M中的功耗在很大程度上取决于您的特定应用程序和您使用的设备。两种技术之间的直接比较是复杂的,因为许多变量决定了功耗(传输频率、传输尺寸、耦合损耗)。
 
    流动性
 
    移动时,您的设备需要频繁地在基站(又名基站)之间切换。下图来自FabienSanglard的一项研究,优雅地展示了他的手机在移动时如何在基站之间跳跃。
 
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    https://fabiensanglard.net/
 
    如您所见,在短途旅行中,基站之间存在大量切换。此切换过程是关于您的设备连接从一个基站无缝转移到另一个基站。
 
    NB-IoT无法进行这种无缝切换。当设备移出蜂窝塔范围时,它会增加功率(传导Tx功率)以保持连接。一旦断开连接,它必须再次向网络注册,从而导致连接中断并增加功耗。
 
    这里很简单,将LTE-M用于移动设备。
 
    离开的自由
 
    离开的自由(又名经营自由)在我们的行业中并不经常讨论,因为它并不常见。但它运行到Onomondo的核心(并且因为我们的网络核心而成为可能),所以如果不研究这两种技术的可能性,那将是一种耻辱。
 
    简而言之,离开的自由是指能够通过无线方式将SIM卡转移给新的运营商(或将新的运营商配置文件加载到SIM卡上)。如果您没有离开的自由,并且尚未在部署的SIM卡上获得所需运营商的支持,则您需要亲自访问所有设备以更换SIM卡以更换运营商。访问设备以切换SIM卡通常非常昂贵或几乎不可能。
 
    大多数人会告诉你这不是eUICC的问题。但是由于eUICC平台,供应商锁定eUICC仍然存在问题,这意味着您无法完全自由地使用SIM卡进行操作。
 
    Onomondo可以通过无线(OTA)更新在常规UICCSIM上切换运营商。由于我们的网络设置以及我们对SIM的IMSI、Ki和OPC密钥(切换运营商的重要组成部分)的完全控制,我们可以做到这一点。
 
    身份交换
 
    大多数运营商在NB-IoT上不支持SMS。这意味着eUICC在很多网络中都无法运行,Onomondo的OTA运营商更新也是不可能的。根据2019年6月的GSMANB-IoT部署指南,“只有部分运营商部署了NB-IoT才会支持SMS。因此,目前无法提供明确的部署建议。”
 
    LTE-M支持OTA更新。此外,LTE-M的更高带宽使SIM配置文件的传输更容易(或任何软件更新,就此而言)。如果您正在考虑eUICC,那么最好选择LTE-M。eUICC很可能不适用于您对NB-IoT感兴趣的区域。
 
    此外,NB-IoT更多的是运营商锁定风险,因为切换运营商通常不可能OTA。
 
    强大的技术标准
 
    基于以上考虑,可以看出LTE-M和NB-IoT都是物联网应用的强大技术标准。
 
    覆盖/渗透:LTE-M可能与NB-IoT一样好。
 
    全球部署和漫游:LTE-M漫游效果更好。但是,检查您感兴趣的地区的可用性很重要。
 
    功耗:这很难说。似乎LTE-M在良好的平均覆盖条件下更好,而NB-IoT在较差的覆盖条件下更好。
 
    移动性:LTE-M适用于静态和移动设备,而NB-IoT只适用于静态。
 
    自由离开:LTE-M支持自由离开和eUICC,NB-IoT一般不支持。
 
    我的观点是LTE-M总体上是物联网解决方案更强大的选择。如果您补充说LTE-M的OTA固件更新更容易并且它支持语音,那么它是两者中更灵活的解决方案,代表了一个可靠的、面向未来的连接选择。

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