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NB-loT和Cat-M1的区别

2020-07-14 09:14
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什么是NB-loT ?

NB-IoT是由第三代伙伴关系项目(3GPP)开发的标准,是LTE标准的第13版中的一部分。它是一种低功耗广域网技术,运行在授权的频谱上,是专为低带宽需求的物联网设备设计的。

  与其他现有蜂窝标准相比,它成本低廉,拥有更好的室内覆盖范围,消耗的功率更低,因此电池寿命更长一些。

   NB-IoT的上行链路速度为66 kbps,下载速度为26 kbps,采用半双工模式,这意味着数据一次向一个方向传送。它的延迟时间是1.610秒。

   NB-IoT在非常窄的带宽(180 kHz)中运行,可以部署在LTE网络的保护带部分,该部分位于频谱未使用部分的信道之间。因此,它适合于需要少量,间歇性数据传输且对延迟要求不高的简单IoT设备。

   蜂窝技术具备远程支持和强大的信号穿透能力,因此非常适合长距离传输以及室内或地下等应用场景。但是,NB-IoT无法进行蜂窝塔式切换,因此只能用于固定式IoT应用。比如智能燃气表、水表和电表、智能城市应用(如智慧路灯和智慧停车)以及其他频次低的发送小量数据的遥感应用程序。


什么是Cat-M1?

   Cat-M1,又称LTE-M,也是3 GPP开发的低成本LPWAN 技术LTE标准第13版的一部分,这是一项对NB-IoT进行补充的技术,它速度更快,上传和下载速度是1 Mbps,延迟也更低一些,只有1015毫秒。

   Cat-M1提供了足够的带宽,可以替代当前诸多的2G3G物联网应用。它在其他几个特性方面与NB-IoT不同:Cat-M1支持蜂窝塔切换,因此它可适用于移动应用程序,如资产跟踪和车队管理。它还支持物联网应用中的语音功能,例如医疗警报设备和家庭警报系统,在这些系统中,物联网设备具备语音沟通功能是非常重要的。

   该标准使用1.4 MHz带宽,也有足够的吞吐量将固件、软件和其他安全更新传输到物联网设备,包括一个成熟的linux操作系统,而这是NB-IoT无法做到的。此外,Cat-M1支持全双工和半双工,这意味着公司可以通过选择半双工来降低功耗和提高电池寿命。

   Cat-M1的应用案例包括可穿戴设备,如智能手环和智能手表,以及资产跟踪、健康监视器和警报。其应用还与NB-IoT有一些交叉,可以与智能仪表和工业监视器兼容。


NBLot Cat-M1的状况和局限性

  研究人员预计,随着越来越多的运营商在未来几年实施这两项技术,连接到NB-IoTCat-M1网络上的物联网设备将逐步增多。

   事实上,根据201911月的《爱立信移动报告》,到2025年底,NB-IoTCat-M1预计将占所有蜂窝IoT连接的52%。类似地,在另一项研究中,分析公司ABI Research预测到2026年,NB-IoTCat-M1将占36亿LPWAN连接的60%。

   虽说NB-IoTCat-M1具备诸多的优势,但是这两种技术当前仍存在一些局限性,即它们虽是新兴技术,但在全球范围内覆盖范围仍然有限。

   北美、欧洲和亚洲的运营商已经开始采用这两种技术中的一种,由于NB-IoTCat-M1是互补技术,一些运营商选择同时支持这两种技术。根据《爱立信移动性报告》,截至201911月,在已部署NB-IoTCat-M1114家服务提供商中,近25%同时支持这两种技术。

   虽然运营商在采用NB-IoTCat-M1方面取得了进展,但它们尚未在全球广泛部署。这反过来又限制了漫游功能。如果有一个特定的物联网用例需要在Cat-M1网络上漫游,由于采用率仍然有限,可能无法实现。

   真的是低功耗吗?事实上,NB-IoTCat-M1确实比Cat-12G3G网络等以前的蜂窝技术消耗更少的能耗。新标准还具备节能功能,可以进一步降低功耗和延长物联网设备的电池寿命。然而,鉴于运营商可能不会完全支持,这些备受关注的功能可能没有实现预期。

   更具体地说,NB-IoTCat-M1设备可以通过两种功能待机更长时间:节能模式(PSM)和扩展不连续接收(EDRX)

   使用PSMNB-IoTCat-M1的物联网设备可以无限期地休眠,然后在预定的时间醒来发送和接收数据。

   使用eDRX,物联网设备可以将运作周期从正常的1.28秒间隔增加到10.24秒。eDRX技术使物联网设备能够休眠预定数量的超帧或10.24秒的倍数,因此,NB-IoT设备可以休眠3小时,而Cat-M1设备可以休眠40分钟。

   但是,由于eDRXPSM的使用不完全由IoT设备决定,因此对eDRXPSM节省的电量存在潜在的限制。实际上,这取决于每个特定的载波以及每个载波是否支持所有可用的低功率模式。运营商可能只采用部分低功耗模式,这意味着IoT设备可能无法充分发挥eDRXPSM的优势。