IoT wireless connectivity networks are booming to help meet the networking needs of a variety of devices, from connected cars and smart homes to smart lighting and infrastructure. Low-power wide area networks (LPWAN), in particular, are particularly suitable for IoT systems that require low power consumption and ultra-long battery life with carrier-grade security. Several LPWAN technologies, including LTE-M and Narrowband IoT (NB-IoT), are being developed and deployed to support such IoT connectivity needs. LPWAN will have a significant impact on the future growth of IoT innovation.
Выберите правильную сеть IoT
Для создания успешной системы IoT необходимо подобрать подходящую технологию или комбинацию технологий для сетевого взаимодействия. В зависимости от категории приложения IoT предприятиям необходимо учитывать шесть ключевых факторов при выборе технологий сетевого подключения: покрытие, пропускная способность, мобильность, задержка, время автономной работы и стоимость.
Take throughput, for example, which represents the rate (or speed) at which data is exchanged on a network. For smart city parking meters, lighting management, or other scenarios where less data is exchanged and high latency can be received, data throughput may be a lower priority. However, if the application targets streaming, telemedicine, or involves video scenarios, choosing a high-throughput, low-latency network will be critical.
Преимущества технологии низкого энергопотребления
Lower cost and longer battery life have always been top priorities in IoT system architecture. LTE-M and NB-IoT are ideally suited to solving these types of problems—and more. This article will focus on these two network connection technologies.
По сравнению с традиционными технологиями мобильного подключения IoT технология LPWAN имеет очевидные преимущества. Ожидается, что общая стоимость подключения к сети будет значительно ниже, чем стоимость традиционного мобильного широкополосного подключения, благодаря широкому охвату территории и многотерминальной емкости в каждом регионе.
Кроме того, LTE-M и NB-IoT могут обеспечить до 10 лет автономной работы для многих устройств IoT. Если для потребительских носимых устройств достаточно 12-24 часов автономной работы, то для устройств удаленного мониторинга активов требуется гораздо больше времени. Например, батареи умных устройств, отслеживающих активы в цепочке поставок, могут работать от семи до более чем 30 дней за раз, в зависимости от времени и вида транспорта, например наземного, морского или воздушного, а также наличия простых переключателей или контейнеров. В таких случаях, как мониторинг емкости мусорных баков или резервуаров для хранения жидкостей, оборудование должно работать в полевых условиях в течение многих лет, и одна батарея также должна служить много лет.
Лицензионный и безлицензионный спектр для LPWAN
Существует две широкие категории технологий LPWAN: лицензионные технологии и технологии, освобожденные от лицензий.
Licensed LPWAN technology leverages mobile network operators’ existing wireless spectrum resources. Mobile operators have long held licenses to operate within dedicated spectrum, used exclusively for wireless communications. This is where they deliver the highly reliable, scalable and secure network environment that large enterprises have come to expect. Both NB-IoT and LTE-M support licensed spectrum with carrier-grade security.
License-exempt LPWAN technologies can be used within designated frequency bands, as long as they comply with the rules associated with the frequency bands. Wi-Fi routers, cordless phones, and other communications devices can also access unlicensed spectrum, which can cause signal interference and reduce network performance. In addition, license-free spectrum technology has limited coverage, lacks carrier-grade security, and does not always support two-way communications. Therefore, most license-free LPWAN technologies do not support firmware and software over-the-air updates.
Динамика развития LTE-M и NB-IoT
According to the GSMA, mobile operators have launched 58 commercial mobile IoT networks globally. The GSMA predicts there will be 1.8 billion licensed LPWAN connections by 2025. AT&T launched its LTE-M network in the U.S. and Mexico last year and recently announced it is preparing to launch NB-IoT in the U.S. and in Mexico early next year.
LTE-M and NB-IoT are low-power IoT technologies that complement each other. NB-IoT is well suited to meet the basic data requirements of use cases with limited data needs, while LTE-M supports more powerful features that can provide higher bandwidth, mobility and LTE voice services. They all connect directly to mobile networks and don’t require a Wi-Fi login or Bluetooth pairing.
NB-IoT is most suitable for simple switching devices, including smart parking meters, smart agricultural sensors, electricity meters, industrial monitors, and building automation. LTE-M, on the other hand, is best suited for asset trackers, fleet tracking, smart watches, alarm panels, pet trackers, smart home appliances, patient monitors, utility meters, and more.
Взгляд в будущее
Ожидается, что в будущем NB-IoT и LTE-M станут частью широкомасштабных стандартов IoT. Инвестиции в NB-IoT и LTE-M помогут предприятиям заранее подготовиться к этому.
LPWAN ускоряет темпы инноваций в области IoT и способствует более масштабному развертыванию устройств, играя ключевую роль в создании широкой экосистемы партнеров, устройств и приложений по всему миру.
