Tres tecnologías de IoT 3GPP con las que familiarizarse

3GPP, la fuerza detrás de la estandarización de los sistemas celulares, introdujo recientemente tres nuevos estándares:LTE-M, NB-IoT y EC-GSM-IoT.

Como respuesta de la industria celular a las tecnologías de tipo LoRa, LoRaWAN y Sigfox, estos nuevos estándares se han creado para habilitar dispositivos que operan en redes de operadores menos costosos y energía más eficiente . Los tres estándares son ligeramente diferentes entre sí, pero cada uno está luchando por convertirse en dominante.

A continuación, describiremos esas diferencias y explicaremos lo que necesita saber sobre la tecnología y los usos.

LTE-M (LTE-MTC, LTE Categoría M1)

LTE-M, una versión abreviada de LTE-MTC (o "comunicaciones de tipo máquina"), es parte de las versiones 12 y 13 de 3GPP, finalizadas en 2016. También se conoce como LTE-MTC o LTE Cat M1.

En términos más simples, LTE-M es una versión simplificada de LTE. Utiliza el mismo espectro y estaciones base, funciona en todos los lugares donde funciona LTE y permite verdaderas sesiones de datos TCP / IP. El mayor diferencia entre LTE y LTE-M es la eficiencia energética:LTE-M permite que los dispositivos que funcionan con baterías envíen y reciban datos en línea a través de una conexión de Verizon o AT&T. La batería de un iPhone dura un día, pero la batería de un medidor de agua conectado a un módem celular podría durar 10 años, lo que representa un cambio profundo en el Internet de las cosas celular.

LTE-M tiene una velocidad de datos ligeramente más alta que NB-IoT y EC-GSM-IoT (que discutiremos más adelante en este artículo) pero es capaz de transmitir grandes cantidades de datos. Las aplicaciones potenciales incluyen seguimiento de activos, administración de energía y medición de servicios públicos; esta tecnología también podría usarse en la infraestructura de la ciudad y en dispositivos portátiles.

Eficiencia energética

La eficiencia energética de LTE-M se debe en gran parte a su capacidad para permanecer virtualmente "conectado" a la red sin mantener físicamente una conexión. Hay dos modos que permiten esto:modo de ahorro de energía (PSM) y ciclo extendido de repetición discontinua (eDRX). PSM permite que los dispositivos LTE-M permanezcan inactivos sin tener que volver a unirse a la red cuando se despiertan. eDRX permite que los puntos finales "le digan" a la torre de telefonía celular o la red con qué frecuencia estará activa para el enlace descendente, que puede ser desde 10 segundos hasta más de 40 minutos. Para profundizar en estas funciones, eche un vistazo a este reciente seminario web.

Ventaja en el mercado

La ventaja de LTE-M para las comunicaciones M2M es que funciona dentro de la estructura normal de las redes LTE. En otras palabras, un operador de telefonía celular como Verizon o AT&T solo tiene que cargar nuevo software en sus estaciones base para habilitar LTE-M y no tendrá que gastar dinero en nuevas antenas. También es mucho más simple que un receptor de categoría 4 (como el que se encuentra en los teléfonos celulares) porque solo necesita comprender y digitalizar 1.4 MHz del canal en lugar de 20 MHz.

Lectura sugerida: Link Labs ofrece el primer módem LTE Cat-M1 certificado para dispositivos finales del mundo para aplicaciones que funcionan con baterías

NB-IoT (LTE Cat-NB1, LTE Cat-M2)

El IoT de banda estrecha (NB-IoT) se agregó en el Rel 13 de 3GPP. A diferencia de LTE-M, NB-IoT no está relacionado con LTE, sino que se basa en una modulación DSSS similar a la antigua versión Neul de Weightless-W. Muchas grandes empresas de telecomunicaciones, incluidas Huawei, Ericsson, Qualcomm y Vodafone, participan activamente en la elaboración de este estándar, pero actualmente no está implementado en ningún lugar de EE. UU.

La fabricación de los conjuntos de chips en LTE-M y NB-IoT es casi la misma, por lo que no hay mucho que sea fundamentalmente más económico en el uso de NB-IoT desde una perspectiva de hardware de punto final. El problema principal a considerar con NB-IoT es la capacidad de implementación. Las empresas de telecomunicaciones creen que NB-IoT les ayudará a competir en el extremo inferior del mercado de IoT contra tecnologías como Sigfox y LoRa, pero a diferencia de LTE-M, no existe un camino hacia una actualización de software simple para admitir este estándar. Los defensores del estándar tendrán que gastar miles de millones de dólares para respaldar la tecnología, y queda por ver si lo harán. Es la opción más atractiva en lugares donde las redes LTE existentes aún no existen, ya que el hardware de la estación base para NB-IoT probablemente será menos costoso que las estaciones base LTE.

Dish Network, por ejemplo, ha anunciado públicamente planes para construir redes NB-IoT. Dicho esto, es probable que Dish nunca construya una red del tamaño de Verizon, por lo que queda por ver cómo se utilizará y adoptará esta tecnología en la comunidad de IoT.

NB-IoT tiene características de ahorro de energía similares a LTE-M (PSM y eDRX), pero carece de movilidad en este momento (lo que significa que es principalmente adecuado para aplicaciones estáticas).

Lectura sugerida: Descripción general de IoT de banda estrecha

EC-GSM-IoT

EC-GSM-IoT es similar a LTE-M en que está diseñado para operar en redes existentes (en este caso, redes eGPRS 2G en lugar de redes LTE 4G). También está diseñado para funcionar con hardware de estación base existente, para minimizar los costos de actualización de eGPRS, solo para admitirlo. Los detalles detrás de EC-GSM-IoT siguen siendo un poco confusos, ya que aún no es parte de un lanzamiento oficial de 3GPP, pero es probable que incluya eDRX, así como algunas mejoras a nivel de protocolo (que pueden mejorar la cobertura entre 10 y 20 dB). Todavía no está claro que exista demanda en el mercado para esta tecnología, y no esperamos ver implementaciones comerciales de EC-GSM hasta 2019, si es que lo hay.

Comparación de tecnologías de IoT celular

La pregunta en la mente de todos es la siguiente:¿Qué estándar de IoT celular ganará?

La respuesta, en este punto, depende de a quién le pregunte.

NB-IoT podría ser potencialmente menos costoso (aunque no mucho), pero la mayoría de los operadores no podrán usar las mismas radios LTE que usan para sus redes de datos en la actualidad. Dicho esto, LTE-M admite comunicaciones basadas en TCP / IP, mientras que NB-IoT se basa en mensajes con una carga útil y una respuesta, lo que hace que las actualizaciones de firmware sean mucho más difíciles para NB-IoT.

Los operadores que usan estaciones base de Huawei, o aquellos que aún no tienen implementaciones de LTE a gran escala, serán incentivados para admitir NB-IoT. (Vale la pena señalar que Huawei está construyendo módulos LTE-M, por lo que están cubriendo sus apuestas). Los operadores que ya tienen amplias redes LTE probablemente se enfrentarán primero a LTE-M. En muchos casos, los operadores admitirán ambos y verán qué estándar se adapta a los clientes.

Es importante mencionar que LTE-M es el más maduro en términos de implementación, redes y hardware. Los conjuntos de chips NB-IoT aún se encuentran en las primeras etapas, con solo algunas empresas de telecomunicaciones probando y probando en Europa y Asia. Si faltan dos o tres años con su implementación, ¡asegúrese de ver este espacio! Si necesita salir al mercado ahora, LTE-M podría ser una buena opción para usted. Asegúrese de investigar todas las opciones antes de realizar la selección y póngase en contacto con nosotros si desea recibir ayuda.