LTE-MとNB-IoT：狭帯域IoT（NB-IoT）の概要[2021 UPDATE]

LTE-M VS. NB-IOT

長所

LTE-M

• データレートの向上
• 複雑さの軽減

NB-IOT

• 電力効率
• コストの削減
• 浸透の増加

短所

LTE-M

• グローバル展開可能性
• ライセンス費用
• 電力効率

NB-IoT

• 地域の展開可能性
• コミットメントコスト
• フロントエンドの複雑さ
• シームレス性の欠如

LTE-MとNB-IoTの長所

LTE-M

• LTE-MのデータレートはNB-IoTよりも高くなっています。 これにより、LTE-Mは、最も幅広いセルラー機能を提供するため、より豊富なソリューションセットを使用できます。 LTE-Mを使用すると、非常に高いデータレートを実現できますが、eDRXやPSMなどの新しいアーキテクチャの恩恵を受けることができ、NB-IoTやSigfoxと同じ電力バジェットの恩恵を受けることもできます。

• LTE-Mは複雑さを軽減することでメリットが得られます。 たとえば、VerizonはLTE-Mについて米国全体で単一のスペクトルを持っており、LTE-Mソリューションから多くの複雑さを生み出しています。これにより、非常にシンプルなフロントエンドとアンテナの構成が可能になります。

NARROWBAND IOT

• NB-IoTは、動作時に最小限の電力しか消費しません。 ほぼすべてのIoTテクノロジーは、 ないときに電力を節約します それらはすべてほぼ同じように「スリープ」しているため、動作しています。ただし、モデムが実行され、すべての信号処理を処理している場合、NB-IoTなどのより単純な波形のテクノロジは消費電力が少なくなります。 注 ：NB-IoTのすべてのチップセットが同じ電力効率を持つわけではありません。たとえば、LTE-MとNB-IoT専用のSequansモナークチップは、Linuxを実行したり、信号処理を行ったりする必要がないため、他のベンダーのリファクタリングされたCat-1シリコンよりもはるかに電力効率が高くなります。 。
• NB-IoTのみのコンポーネント 低コスト 。 NB-IoTのみをサポートするチップ（LTE-Mもサポートするチップとは対照的に）は、作成が簡単なため、安価です。 200 kHz NB-IoTフロントエンドおよびデジタイザーは、1.4 MHzLTEリソースブロックよりもはるかにシンプルです。また、LTEでOFDMを処理するには、NB-IoTのような単純な波形よりも多くの電力が必要です。ほとんどのチップメーカーは両方をサポートするためにシリコンを構築しているように見えるので、これは論点かもしれません。
• NB-IoTは、LTE-Mよりも建物に深く浸透できる可能性があります。 これは、ビットレートが低いため、リンクバジェットが優れているためです。ただし、LTE-Mのネットワークレベルでのプロセスゲインの改善により、この利点が軽減される可能性があります。実際には、ネットワークを展開しているMNOでない限り、気になるのはカバレッジがあるかどうかだけです。

LTE-MとNB-IoTの短所

LTE-M

• 世界には、LTE-Mが導入されていない地域があるかもしれません。 特に、MNOがスペクトルを再構築して5Gネットワ​​ークを展開できるようになるまで、3Gネットワ​​ークの寿命を延ばしている場合。アジア、アフリカ、東ヨーロッパの一部はこのカテゴリに分類されます。 5Gはまだ展開から数年先です（プレスリリースと成功したテストについての誇大宣伝にもかかわらず）が、5年でやや時代遅れになる（または少なくとも時代遅れになる）4Gネットワ​​ークを展開することは良い経済的決定ではない可能性があります。 NB-IoTとLTE-Mは、4Gに接続されており、5Gにラップアップする提案があるため、現在の日没はありません。通常、5Gの日没まで続くデバイスはないため、これらのオプションの両方が実行可能になります。

• 従来のライセンス費用が発生します。 LTEを使用すると、OFDMなどの基盤となるイノベーションにアクセスするために、世界のInterDigitalsとQualcommsにIPライセンスを支払う必要が生じる可能性があります。イェーイセルラー。

• LTE-Mでは、電力効率の問題が浮き彫りになっています。 eDRXとPSMは最近導入されたばかりであるため、それらの電力効率は架空のものです。そのため、省電力機能は見栄えがしますが、ネットワークで設計どおりに動作できるかどうか、または実際のネットワークで実際のデバイスを試験運用するまで、通信事業者固有の機能が電力バジェットに食い込むかどうかはわかりません。

NARROWBAND IOT

NB-IoTに非常に興味を持っているお客様から、そしてそれが彼らの新しいIoTプロジェクトにとって何を意味するのかを聞いたことがあります。これに対して、「すばらしい」と言いますが、アプリケーションの構造を確認する必要があります。 、展開する場所、およびサプライチェーンでサポートできる複雑さのレベル それがあなたのユースケースにとって意味があるかどうかを知るために。デバイスごとのNB-IoTは、世界的にLTE-Mよりも人気がある可能性がありますが、考慮すべきいくつかの障害があります。

• 米国での導入は困難になります。 現在、世界は2つの派閥に分かれています。1つはLTE-Mを最初に展開し、もう1つはNB-IoTを最初に展開します。ほとんどの場所は同時に両方を行っていません。したがって、中国にいる場合は、当然NB-IoTキャンプにいることになります。または、米国ではLTE-Mです。それ以外の場所は国ごとです。 NB-IoTに既得権を持つ国は、世界最大の通信インフラストラクチャプロバイダーの1つであるHuaweiが確立された存在感を示している国です。 Huaweiは、基盤となるチップと基地局の主要ベンダーです。

ただし、米国企業は現在、Huaweiの機器の購入を禁止されています。また、エリクソンやノキアなどの他のネットワークサービスプロバイダーは、既存のタワーをより安価にアップグレードできるため、最初にLTE-Mをサポートすることに強い関心を持っています。LTE-Mを展開するには、新しい基地局ソフトウェアのみが必要です。どこにもLTEカバレッジがない国（世界のかなりの規模）の場合、NB-IoTをサポートできる新しいインフラストラクチャを構築する方が、LTEインフラストラクチャを構築するよりも安価です。

したがって、製品にNB-IoTを利用したい場合は、地理的にどこに配置したいかによっては、展開性が問題になる可能性があることを知っておいてください。 NB-IoTは本当にではないので LTEの一部であるため、さまざまなソフトウェアを使用してサイドバンドで動作する必要があります。これは通信事業者にとってコストがかかる可能性があります。または、非推奨のGSMスペクトルで展開する必要があります。 LTEをサポートするほとんどの通信事業者は、大金を稼ぐ企業であるため、LTE携帯電話に割り当てられるリソースブロックの数を減らすことをいとわないでしょう。そのため、展開の問題とそのすべての複雑さは、NB-IoTの大きな疑問符として残ります。

• NB-IoTに完全にコミットする必要があります。 チップとソフトウェアの両方に関連しているため、中途半端なアプローチを取る現実的な方法はありません。 LTE-MとNB-IoTの両方をサポートするチップはより高価です。そして、ほとんどの場合、主にどちらか一方を持っている場合、両方を行うチップに追加料金を支払う必要はありません。

また、世界中のどこでも同じチップを使用できると言われていますが、NB-IoTはLTE-Mとはソフトウェアの負荷が異なる非常に狭帯域のテクノロジーです。したがって、ハードウェア自体がさまざまな周波数帯域で使用される可能性があるとしても、運用の観点からは実際には単純化されていません。製造の観点からは、同じデバイスをどこでも動作するように構築できるため、わずかな単純化にすぎませんが、異なるファームウェアをロードする必要があるという運用上の課題があり、正しいファームウェアロードで確実に正しいデバイス。

• NB-IoTのフロントエンドの複雑さは、実際にはLTE-Mよりも大きくなる可能性があります 。多くの場合、NB-IoTにドロップするために利用できるGSMからのユビキタスまたは全国的な200 kHzスペクトルはありません。つまり、モデムのフロントエンドとアンテナは意図したよりも複雑になる可能性があります。これの多くは、Skyworksなどの企業の革新的なRFフロントエンドを備えたソフトウェアで実行できますが、これはまだ克服すべきもう1つの製造および運用上の課題です。

• NB-IoTファームウェアオーバーザエア（FOTA）または大容量ファイルの転送はシームレスではありません。 NB-IoTの設計仕様の中には、大量のデータをデバイスに送信するのが難しいものがあります。したがって、FOTAは、最新のIoTアプリケーションの要件であるにもかかわらず、非常に難しい場合があります。 LoRaWANとSigfoxにも同じ問題があります。もちろん、プロトコルの制限を拡張してそのバイナリペイロードを下げることはできますが、システムはそれを非常にエレガントにサポートするようには設計されていません。一方、LTE-Mでは、IPプロトコルを使用して100 kbpsを移動し、ファームウェアを数秒で更新できます。

• NB-IoTは、ローミングアセットではなく、固定された場所にあるメーターやセンサーなど、主に静的なアセットに最適です。 NB-IoTではローミングが約束されていますが、ネットワークとタワーのハンドオフが問題になります。 200 kHz帯域を使用する場所はたくさんあります。安価で電力効率が高く、しかもどの帯域ですばやく動作するかを判断できるほど洗練されたデバイスを使用するのは難しいかもしれません。

まとめ

ソリューションをすぐに市場に投入する必要がある場合は、最初に、ローカルで利用できるネットワークと、それらのネットワークで利用できるハードウェアを把握する必要があります。パイロットやプロトタイプ（特にプレスリリースではない）だけでなく、実際のネットワークカバレッジもたくさんのNDAに署名せずに購入できるデバイス。そしてうまくいけば、このNB-IoTの概要が、そのプロセスの合理化に役立つことを願っています。

Link Labsの目標は、低コストでバッテリー駆動のIoT製品またはサービスを今すぐ導入できるよう支援することです。 、 LTE-M製品を一緒に構築しましょう。