2023年11月27日星期一

物聯網通信中NB-IoT、Cat.1、Cat.M該如何選擇?


在我們准備為大規模網絡設計物聯網設備時,選擇正確的 LTE 物聯網標准將是一個挑戰。這是一個我們需要從設計產品解決方案一開始就解決的問題,它決定了我們的設備需要什么樣的硬件,以及當設備發布時要使用哪些運營商。

隨著2G和3G網絡的沒落,現有大規模蜂窩物聯網設備可能會使用以下4G LTE標准:LTE Cat.1、LTE-M或NB-IoT。在進行選擇時,我們需要先了解LTE Cat.1、LTE-M、NB-IoT各自的特點和區別。

LTE Cat.1

長期發展演進 (LTE) 網規定了數據在蜂窩移動網絡中lte cat 4傳輸時的數據進行大小可以限制。2008年,標准化管理機構3GPP第8版定義了五個類別的用戶信息設備 (UE) 規范。

LTECAT.1將最大數據傳輸速率定義為5mbps 上傳(5mbps UL)和10mbps 下載(10mbps DL)。

LTECAT.1的常見場景包括: 物聯網零售應用程序、家庭安全系統、智能可穿戴設備、智能手表等。

NB-IoT

現在物聯網行業正在尋找更低成本的芯片組和模塊,許多物聯網系統不再需要更高的傳輸速率。lte cat1窄帶物聯網(NB-IoT)標准是為低數據需求的物聯網設備設計的。在3GPP 版本14中將數據傳輸速率限制在160Kbps 左右。如果我們不需要很高的數據傳輸速率,我們可以選擇 NB-IoT 來降低產品的成本和功耗。

NB-IoT具備以下四大優勢:

低功耗:NB-IoT聚焦小數據量、小速率進行應用,因此NB-IoT設備系統功耗數據可以真正做到一個非常小,設備續航時間我們甚至可長達數年。

廣覆蓋: NB-IoT 室內覆蓋能力強,比 LTE 升級增益20分貝,能滿足偏遠地區廣覆蓋和深覆蓋地下車庫等需求。

大連接:在相同基站下,NB-IoT可以提供比現有無線技術多50-100倍的接入。

低成本: 與 Lora 相比,NB-IOT 不需要重新部署,而且低速、低功耗、低帶寬的 NB-IOT 芯片模塊也具有低成本的優勢。

NB-IoT常見應用場景:智慧農業應用、智能建築應用、環境汙染監測系統、工業物聯網傳感器等。

LTE-M

就數據傳輸速率限制而言,LTE-M的數據傳輸速率介於NB-IoT和Cat.1之間;LTE-M數據傳輸速率高達1.1 Mbps。除此之外,LTE-M與NB-IoT都降低了大規模物聯網系統的成本、功耗和網絡容量。

Cat.1適用於世界所有的蜂窩網絡。如果我們的產品需要面向全球市場,那么Cat.1是最優選擇。如果我們產品的數據傳輸數據需求介於NB-IoT和Cat.1的數據傳輸速率之間,那么 LTE-M在大規模物聯網應用中更有優勢。

LTE-M的主要優勢和特性:

高速: LTE-M 支持高達1Mbps 的上下峰值速度,滿足語音、低速視頻和其他 iot 應用的需要。

可定位:低成本的定位技術使其適用於物流追蹤、貨物追蹤等場景。

可移動性:LTE-M支持網絡連接態的移動性。

語音支持: LTE-M 支持 VoLTE 語音,可以在可穿戴設備上使用。

LTE-M常見的IOT應用場景:智慧城市、智慧家庭、智慧醫療等。

如何選擇NB-IoT、Cat.1或Cat.M?

我們需求的產品是不同的,我們需要根據產品需求或項目需求來進行選擇,NB-IoT、Cat.1、Cat.M都有屬於自己的優勢。

1.產品性能

首先需要我們要確定我們進行產品的關鍵技術需求,例如:我們的設備管理是否對數據傳輸速率有較高的要求,有較高要求就是我們就需要企業選擇具有較高傳輸速率的Cat.1來開發過程中我們的產品。同時我國關於產品生產性能研究方面,我們對功耗、延遲、可靠性也會有所要求,例如對於我們的產品為移動端產品,不方便布線以及安裝電源,那我們國家就會采用電池供電的方式,所以在選擇時可以優先發展考慮低功耗產品,最終目標結合其他社會需求分析選擇出合適的協議。

2.成本

成本在任何產品或項目中都很重要,需要根據項目預算進行選擇。在選擇 LTE 產品時,我們不僅要考慮開發成本和材料成本,而且還要考慮運營商在長期使用我們的產品時將產生的成本,這將增加運營商的成本。

3.項目周期

產品開發難度、物料供應周期、生產測試也是需要考慮的重要因素。


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