NB-IoT frente a LoRa frente a Sigfox

Si bien la cantidad de dispositivos conectados continúa aumentando (y se espera que alcance los 125 mil millones en 2030), las tecnologías inalámbricas en proceso de maduración que los respaldan también continúan recibiendo mucha atención a nivel mundial. NB-IOT (Narrowband IOT), LoRa y Sigfox, todas tecnologías de red de área amplia y de bajo consumo (LPWAN), a menudo se enfrentan entre sí en lo que se describe como una carrera hacia la cima. Pero esa no es necesariamente una imagen precisa del ecosistema de conectividad. Cada una de estas tecnologías (o al menos LoRa y NB-IoT) probablemente desempeñará un papel importante en el espacio de IoT según el caso de uso, por lo que comprender las características y diferencias de cada una es fundamental.

IoT de banda estrecha

NB-IoT es la iniciativa de "hoja limpia" del Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP), la organización detrás de la estandarización de los sistemas celulares, para abordar las necesidades de los dispositivos de muy baja velocidad de datos que necesitan conectarse a redes móviles, a menudo impulsadas por baterías. Como estándar celular, el objetivo de NB-IoT es estandarizar los dispositivos de IoT para que sean interoperables y más confiables.

Debido a que NB-IoT es una tecnología inalámbrica de grado celular que utiliza modulación OFDM, los chips son más complejos, pero los presupuestos de enlace son mejores. Eso significa que los usuarios obtienen el alto nivel de rendimiento asociado con las conexiones celulares, pero a costa de una mayor complejidad y un mayor consumo de energía.

NB-IoT está diseñado para enviar y recibir pequeñas cantidades de datos:unas pocas decenas o cientos de bytes por día generados por dispositivos de IoT con baja producción de datos. Está basado en mensajes, similar a Sigfox y LoRa, pero con una tasa de modulación mucho más rápida que puede manejar muchos más datos que esas tecnologías. Pero NB-IoT no un protocolo de comunicación basado en IP como LTE-M (otra tecnología celular LPWA asociada con aplicaciones de IoT). En realidad, no puede conectarse a una red IP y esperar usarla como lo haría con un teléfono inteligente. Fue creado para aplicaciones simples de IoT y es más eficiente en términos de energía que LTE-M (que es más adecuado para aplicaciones móviles o de roaming o de mayor ancho de banda) pero diseñado para propósitos de comunicación menos frecuentes.

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Hay fascinantes elementos geo-corporativos-políticos en juego en el desarrollo de NB-IoT; para más información sobre eso, lea el excelente artículo de Nick Hunn, NB-IoT is Dead. Larga vida a NB-IoT. Nick señala que la especificación 3GPP para NB-IoT tiene dos variantes competitivas, Huawei / Vodafone vs. Ericsson / Nokia / Intel. Además, Ericsson ha declarado que la infraestructura 4G anterior basada en Alcatel no será compatible con versiones anteriores de NB-IoT. Esto significa que tendrían que cambiarse miles de estaciones base en los EE. UU. Para que los operadores admitan NB-IoT. A la luz de eso, la mayoría de los operadores con sede en EE. UU. Se apegarán a LTE-M.

Por lo tanto, NB-IoT será para dispositivos simples que necesitan conectarse a una red de operador a través de un espectro con licencia. Actualmente se está probando y probando solo en Europa, y no está ampliamente disponible, excepto a través de un pequeño número de operadores en Europa que están realizando algunas pruebas. Si sigue a la empresa Sigfox, reconocerá esto como el intento de la comunidad 3GPP de abordar el espacio de mercado creado por redes como Sigfox.

Lea aquí para obtener más información sobre la capa física NB-IoT.

Fuente:https://arxiv.org/pdf/1606.04171.pdf .

NB-IoT es definitivamente una tecnología de observación y observación. Para resumir la situación actual:

Las ventajas de NB-IoT son:

Si NB-IOT existía y se implementó:

• La cobertura sería muy buena. Los dispositivos NB-IoT dependen de la cobertura 4G, por lo que funcionarían bien en interiores y en áreas urbanas densas.
• Tiene tiempos de respuesta más rápidos que LoRa y puede garantizar una mejor calidad de servicio.
  
  

Los inconvenientes de NB-IoT son:

• Es difícil implementar firmware por aire (FOTA) o transferencias de archivos. Algunas de las especificaciones de diseño de NB-IoT hacen que sea difícil enviar grandes cantidades de datos a un dispositivo.
• Las transferencias de redes y torres serán un problema, por lo que NB-IoT es más adecuado para activos principalmente estáticos, como medidores y sensores en una ubicación fija, en lugar de activos de itinerancia.
  
  

LoRa

LoRa es una tecnología de modulación no celular para LoRaWAN. (Al igual que BPSK o QPSK es la modulación de NB-IoT). Esos dos términos, LoRa y LoRaWAN, no intercambiable:LoRaWAN es el protocolo estándar para comunicaciones WAN y LoRa se utiliza como tecnología de red de área amplia.

LoRa se usa principalmente de dos formas:

1. Uno es LoRaWAN, que se ha implementado principalmente en Europa. Tiene una capacidad de mensajes muy pequeña, tan baja como 12 bytes.
2. Otro es Symphony Link, que es un producto de Link Labs. Symphony Link es un sistema inalámbrico construido con tecnología LoRa que está diseñado para superar las limitaciones de un sistema LoRaWAN. A menudo se incluye como un componente de soluciones de red LoRa más complejas, principalmente en los EE. UU. Y Canadá, y está diseñado para aplicaciones industriales.

LoRa representa una buena red de radio para soluciones de IoT y tiene mejores presupuestos de enlace que otras tecnologías de radio comparables. Pero fuera de unos pocos mercados en Europa, si desea conectarse a redes LoRaWAN, o usar LoRa en absoluto, debe implementar su propia puerta de enlace de red.

Eso puede parecer un inconveniente, pero en realidad hace que LoRa sea una buena alternativa al WiFi para dispositivos de baja potencia que necesitan estar conectados en todo un edificio, como una fábrica o un hospital. (Es difícil encontrar un departamento de TI que apruebe la instalación de un dispositivo de terceros en su propia red debido a problemas de seguridad. La configuración de su propia puerta de enlace crea una red completamente separada y segura). De las tres tecnologías discutidas en este artículo, es el único que se puede utilizar como tecnología de "hágalo usted mismo"; cualquier empresa puede construir y usar su propio dispositivo conectado donde sea que pueda instalar la puerta de enlace.

Leer más:¿Qué es LoRa?

Las diferencias más importantes entre NB-IoT y LoRaWAN son:

1. LoRaWAN utiliza espectro sin licencia. En Europa, esto significa un ciclo de trabajo del 1%, que limita el volumen y la frecuencia del tráfico, así como la capacidad de la estación base para controlar la red y enviar tráfico hacia abajo.
2. LoRa es un sistema de modulación patentado vendido por Semtech Corporation. Son defacto el único fabricante de chipset o titular de licencia para LoRa. NB-IoT se basa en tipos de modulación estándar, pero como es típico de 3GPP, eventualmente habrá otros titulares de licencias de IP que pedirán dinero.
3. LoRaWAN también puede ser utilizado por clientes que no son operadores móviles para implementar soluciones. The Things Network es una iniciativa de redes colaborativas que utiliza LoRaWAN. Cabe señalar que las redes LoRaWAN interfieren cuando se opera más de una en un área.
   
   

Leer más:Mejora de la escalabilidad de LoRaWAN

4. NB-IOT, debido a velocidades de datos mucho más altas, sofisticación MAC y estaciones base de mayor potencia, ofrecerá funciones más avanzadas para enrutamiento, multidifusión, transmisión de firmware, etc.

Para resumir LoRa:

Los beneficios de LoRa son:

• Es perfecto para aplicaciones de un solo edificio.
• Puede configurar y administrar su propia red.
• LoRa es una buena opción si necesita bidireccionalidad, por ejemplo, funcionalidad de comando y control, debido al enlace simétrico.
• Los dispositivos LoRa funcionan bien cuando están en movimiento, lo que los hace útiles para el seguimiento de activos al aire libre, como los envíos.
• Los dispositivos LoRa tienen una duración de batería más larga que los dispositivos NB-IoT.
  
  

Los inconvenientes de LoRa son:

• Tiene velocidades de datos más bajas que NB-IoT.
• Tiene un tiempo de latencia más largo que NB-IoT.
• Requiere una puerta de enlace para funcionar (lo que también, en muchos casos, es una ventaja).
  
  

Sigfox

Ningún artículo de LPWAN estaría completo sin mencionar a Sigfox, que es la compañía que despertó al mundo sobre el potencial de los dispositivos IOT para usar conexiones de ancho de banda muy bajo. Sigfox es la más básica de las tres tecnologías, y las diferencias clave son:

1. Sigfox tiene los módulos de radio de menor costo (<$ 5, en comparación con ~ $ 10 para LoRa y $ 12 para NB-IOT).
2. Sigfox es solo un enlace ascendente. Aunque es posible un enlace descendente limitado, tiene un presupuesto de enlace diferente y está muy restringido.
3. Sigfox es un actor de tecnología y redes de extremo a extremo.
   
   

Para Sigfox, sin embargo, parece ser el principio del fin. No ha desplegado redes importantes en los EE. UU. Hasta este momento y está luchando como empresa. Su modelo de negocio es algo ambicioso, ya que la empresa ya ha gastado cientos de millones de dólares para implementar una red a la que la gente está pagando centavos para acceder. Sigfox cree que mantener el costo de la aplicación bajo es la forma de llevar a las personas a su mercado, pero esta línea de pensamiento ha dificultado la obtención de ingresos suficientes. Al final, parece que Sigfox está fallando (o al menos luchando) en sus esfuerzos por implementar una red celular alternativa para dispositivos IoT.

Las ventajas de Sigfox son:

• Consume poca energía.
• Funciona bien para dispositivos simples que transmiten con poca frecuencia, porque envía cantidades muy pequeñas de datos muy lentamente.
• Admite un área de cobertura amplia en las áreas donde se encuentra.
  
  

Los inconvenientes de Sigfox son:

• No se implementa en todas partes, por lo que no funcionará para una gran cantidad de casos de uso actualmente.
• La comunicación se dirige mejor desde el punto final a la estación base. Tiene una funcionalidad bidireccional, pero su capacidad desde la estación base hasta el punto final está restringida y tendrá menos presupuesto de enlace disminuyendo que aumentando.
• La movilidad es difícil con los dispositivos Sigfox.
  
  

¿Qué tecnología LPWAN es adecuada para su caso de uso?

Cada una de estas tecnologías ofrece un interesante conjunto de capacidades, aunque cabe destacar que hoy en día ninguna está disponible a escala en la mayor parte del mundo. En 2017, LTE Cat-M1 fue la primera tecnología LPWAN a nivel nacional que se implementó en los EE. UU.

Las tecnologías como LoRa probablemente se utilizarán mejor para aplicaciones “discretas” como edificios o campus inteligentes, donde no se necesita conectividad de red móvil. Si su caso de uso se beneficiaría de la tecnología LoRa, eche un vistazo a Symphony Link. Symphony Link fue diseñado para superar las limitaciones asociadas con LoRa, pero se basa en la tecnología LoRa. Fue diseñado específicamente para clientes empresariales e industriales que necesitan una solución que sea escalable y confiable, pero también flexible; los usuarios de Symphony Link tienen la opción de agregar funcionalidad directamente en la puerta de enlace a través de una API. Lea más sobre Symphony Link o háblenos sobre cómo puede resolver su desafío de conectividad de IoT.