NB-IoT vs. LTE-M: Was sind die Unterschiede?

Stromsparendes Wide Area Network (LPWAN) ist ein aufstrebender Bereich für die Realisierung massiver Internet-of-Things-Anwendungen (IoT). LTE-M und NB-IoT sind die beliebtesten zellularen LPWAN-Technologien auf dem Markt zur Realisierung von LPWAN-Anwendungen. In diesem Artikel werden sowohl NB-IoT als auch LTE-M und ihre Hauptunterschiede kurz vorgestellt, um eine Designentscheidung für Ihre LPWAN-Lösung zu treffen. 

Was ist NB-IoT? 

Dies ist eine LPWAN-Technologie, die eine begrenzte Bandbreite ermöglicht und von 3GPP für die zellulare drahtlose Kommelekommunikation und die Ermöglichung massiver IoT-Anwendungen über ein Weitverkehrsnetz. Es handelt sich um einen der drei wichtigsten 3GPP-Standards, die eingeführt wurden, um massive IoT-Anwendungen zu ermöglichen. Er zielt auf Netze mit geringem Stromverbrauch und großer Reichweite von bis zu 20 km ab. Er ist auch für eine bessere Latenzzeit optimiert, die bis zu 10 Sekunden betragen kann. Obwohl NB-IoT im Bereich der lizenziertes FrequenzspektrumEs ist optimiert, um Störungen zu minimieren und massive IoT-Geräte mit geringem Durchsatz zu ermöglichen. Weitere Einzelheiten finden Sie in unserem früheren Artikel über Was ist NB-IoT?? 

Was ist LTE-M? 

Wie bereits erwähnt, sind sowohl LTE-M als auch NB-IoT zellulare LPWAN-Technologien, die vom 3GPP eingeführt wurden. LTE-M oder Long-Term Evolution für Maschinen kann als eine Erweiterung von 4G-LTE eingeführt, um zu realisieren Maschine-zu-Maschine (M2M)-Kommelekommunikation und massive IoT-Anwendungen. Wie NB-IoT zielt auch LTE-M darauf ab, kleine Datenpakete, die eine große Bandbreite erfordern, von ressourcengestützten Endgeräten über das Internet zu übertragen. Im Gegensatz zu NB-IoT, das auf eine Reichweite von 20 km beschränkt ist, kann LTE-M eine große Entfernung bewältigen, die durch die Abdeckung des 4G-LTE-Netzes begrenzt ist. Mehr über LTE-M erfahren Sie auch in unserem früheren Artikel, Was ist LTE-M?? 

Unterschiede zwischen NB-IoT und LTE-M 

Jetzt haben wir ein kurzes Verständnis von NB-IoT und LTE-M, und wir können nun kurz auf einige der wichtigsten Unterschiede zwischen NB-IoT und LTE-M eingehen. 

LTE-M wurde in Version 13 von 3GPP im Jahr 2016 veröffentlicht und war für die Maschine-zu-Maschine-Ko1TP14Kommunikation gedacht. Es wird auch als Cat-M-Protokoll bezeichnet. Obwohl NB-IoT ebenfalls in derselben Version eingeführt wurde, wurde es in den Versionen 14 und 15 weiter ausgebaut und formuliert. Aus diesem Grund wird es auch als Cat-M2-Protokoll bezeichnet. Der Hauptgrund für die Einführung von NB-IoT war die Unfähigkeit von LTE-M, den LPWAN-Anforderungen gerecht zu werden. 

Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht in der Bandbreite, die bei beiden Technologien für die Datenübertragung zugewiesen wird. NB-IoT weist nur eine schmale Bandbreite für die Datenübertragung zu, für Geräte mit niedrigem Durchsatz. Im Vergleich dazu wird bei LTE-M eine große Bandbreite für die Datenübertragung für Geräte mit geringer Latenz zugewiesen. 

Die Architektur, auf der LTE-M basiert, ist stark an frühere zelluläre IP-basierte Technologien wie 4G-LTE angelehnt. NB-IoT basiert jedoch auf dem Evolved Packet System (EPS) und ist für zellulare IoT-Anwendungen optimiert. Darüber hinaus können mit LTE-M verbundene Geräte nur in-band eingesetzt werden, d. h. diese Geräte können nur Ressourcenblöcke innerhalb eines normalen LTE-Trägers nutzen. Im Gegensatz dazu kann NB-IoT ungenutzte Ressourcenblöcke im Schutzband von LTE-Betreibern oder eigenständigen Betreibern für den Geräteeinsatz nutzen. Dadurch erhöht sich theoretisch die Anzahl der Geräte, die an ein bestimmtes Netz angeschlossen werden können, auf bis zu 200.000 Geräte pro Zelle. 

Sowohl LTE-M als auch NB-IoT unterstützen eDRX (erweiterter diskontinuierlicher Empfang) und PSM (Energiesparmodus), die dazu beitragen, die Akkulaufzeit der angeschlossenen Geräte zu verlängern. Daher ist es schwer, sich zwischen NB-IoT und LTE-M zu entscheiden, wenn es um eine effiziente Stromverbrauchstechnologie geht. Mehrere Feldversuche deuten jedoch darauf hin, dass LTE-M bei normaler Reichweite energieeffizient ist, während NB-IoT bei längerer Reichweite mit einer Vielzahl von Störungen und Durchdringungen in der Umgebung energieeffizienter ist. Außerdem ist zu beachten, dass LTE-M ideal für große Datenübertragungen ist, die eine geringe Leistung erfordern. 

Ein weiteres wichtiges Kriterium für den Vergleich von LPWAN-Technologien ist die Mobilität. Es handelt sich um die Fähigkeit des Netzes, sich auf mobile Geräte einzustellen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in unterschiedliche Richtungen bewegen. NB-IoT unterstützt kein Handover, was es für Geräte unmöglich macht, sich mit Basisstationen zu verbinden, wenn sie sich bewegen. Im Gegensatz dazu ist LTE-M, das auf 4G-LTE aufbaut, in der Lage, Zell-Handover und Handover im Fahrzeug zu handhaben. Daher eignet sich LTE-M am besten für Anwendungen, die ein hohes Maß an Mobilität erfordern, während NB-IoT nur begrenzt in der Lage ist, stationäre Endgeräte zu bedienen. Dank dieser Handover-Funktion eignet sich LTE-M auch am besten für die Durchführung von Firmware- und Software-Updates, da die Geräte trotz Standort und Bewegung eine Verbindung zum Netz herstellen können. 

Wenn man die Datengeschwindigkeit von LTE-M und NB-IoT betrachtet, hat LTE-M höhere Datengeschwindigkeiten. Für den Downlink kann LTE-M Datengeschwindigkeiten von bis zu 1 Mbits/s und NB-IoT Datengeschwindigkeiten von bis zu 26 kbits/s bieten. Bei der Datenübertragung im Uplink kann LTE-M Datengeschwindigkeiten von bis zu 1 Mbits/s und NB-IoT Datengeschwindigkeiten von bis zu 66 kbits/s bieten. Was die Datengeschwindigkeiten angeht, so bietet LTE-M hohe Geschwindigkeiten und ist eine besonders gute Option für datenintensive Anwendungen. 

Die weltweite Verfügbarkeit ist ein entscheidender Faktor bei der Einführung von IoT-Anwendungen. LTE-M, das auf der vorherrschenden 4G-LTE-Infrastruktur basiert, ist weltweit verfügbar und lässt sich leicht einführen. NB-IoT kann jedoch nur von einer ausgewählten Anzahl von Mobilfunkinfrastrukturen unterstützt werden.  

Das interessanteste Merkmal von LTE-M ist die Fähigkeit, Sprachnachrichten zu verarbeiten und eSIM-Fähigkeit zu besitzen. Dies ermöglicht es dem Nutzer, spezifische IoT-Anwendungen einzusetzen, die Sprachunterstützung über eine große Reichweite erfordern. 

Vor- und Nachteile von NB-IoT und LTE-M 

Nachdem wir nun ein kurzes Verständnis der Unterschiede zwischen NB-IoT und LTE-M erlangt haben, wollen wir einige der Vor- und Nachteile dieser zellularen LPWAN-Technologien untersuchen. Genauer gesagt werden wir die Hauptvorteile der beiden Technologien untersuchen und dabei die eine gegenüber der anderen hervorheben. 

Die wichtigsten Vorteile von NB-IoT 

• Geringer Stromverbrauch, ideal für Anwendungen, die einen hohen Grad an Durchdringung erfordern 
• Erweiterter Aktionsradius 
• Niedrige Kosten für den Einsatz 
• Verwendet DSSS-Modulation und ist einfach zu implementieren, da es auf einem Einzelträger-Frequenzmultiplexzugriff basiert 
• Verlängerte Lebensdauer der Batterie 
• Nachrichtenbasierter Betrieb 
• Kann viele Geräte unterstützen 

Die größten Nachteile von NB-IoT

• Zellübergabe nicht möglich 
• Niedrige Datengeschwindigkeiten 
• Kann keine Sprachnachrichten verarbeiten 

Die wichtigsten Vorteile von LTE-M 

• Die Reichweite ist nur durch die Reichweite des bestehenden 4G-LTE-Netzes begrenzt 
• Hohe Datengeschwindigkeiten 
• Ideal für die Übertragung großer Datenmengen 
• Kann Zellübergabe handhaben und ist ideal für Anwendungen, die Mobilität erfordern 
• IP-basierter Betrieb 
• Unterstützt Sprachnachrichten 

Die größten Nachteile von LTE-M

• Kann nicht viele Geräte unterstützen, da den Geräten nur In-Band-Ressourcenblöcke zugewiesen werden 
• Hohe Gerätekosten im Vergleich zu NB-IoT 

Anwendungen von NB-IoT und LTE-M 

Lassen Sie uns nun einige der massiven IoT-Anwendungen nach der bevorzugten Option zwischen NB-IoT und LTE-M klassifizieren. Für Anwendungen, die hohe Datengeschwindigkeiten und hohe Mobilität erfordern, ist LTE-M die ideale Option. Im Gegensatz dazu ist NB-IoT ideal für Anwendungen, die eine hohe Durchdringung und stationäre Anwendungen erfordern. 

Anwendungen von NB-IoT 

• Intelligente Messsysteme und Anwendungen für die Strommessung 
• Anwendungen in der Abfallwirtschaft 
• Anwendungen für eine intelligente Landwirtschaft 
• Automatisierung der Straßenbeleuchtung 
• Verwaltung von Pipelines 

Anwendungen von LTE-M 

• Intelligente Wearables 
• Patientenüberwachung und intelligente Gesundheitsfürsorge 
• Verfolgung von Vermögenswerten 
• Smart-City-Anwendungen 
• Sensoren mit geringer Dichte 

Schlussfolgerung 

In diesem Artikel haben wir kurz die Unterschiede zwischen NB-IoT und LTE-M untersucht und ihre Bedeutung in verschiedenen Bereichen von massiven IoT-Anwendungen ermittelt. Die Entscheidung zwischen diesen beiden hängt ausschließlich von der Art und den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, an der wir interessiert sind. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass NB-IoT ideal für stationäre Anwendungen und LTE-M für mobile Geräte ist.