Nell'Internet delle cose, innumerevoli dispositivi comunicano tra loro, compresi quelli che devono funzionare senza alimentazione esterna. L'efficienza energetica è particolarmente importante per questi dispositivi. E non solo nel funzionamento puro, ma anche nella tecnologia di trasmissione. Le tecnologie radio mobili particolarmente efficienti dal punto di vista energetico sono Narrowband IoT (NB-IoT) e Long Term Evolution for Machines (LTE-M). Entrambe sono le cosiddette Low Power Wide Area Networks (LPWAN) e sono note per consumare meno energia possibile per la trasmissione dei dati.
Sia LTE-M che NB-IoT appartengono alla categoria delle reti Wide Area a basso consumo (LPWAN). Le reti LPWA (Low-Power Wide-Area) sono la scelta giusta soprattutto per quei casi d'uso dell'IoT in cui il consumo energetico, la penetrazione negli edifici, la durata della batteria e soprattutto i costi sono rilevanti. Entrambe le tecnologie radio sono ideali anche per i dispositivi finali che trasmettono solo piccole quantità di dati di tanto in tanto. I moduli radio semplici, che si limitano alle funzioni necessarie, rendono entrambi gli standard di rete economici e a basso consumo energetico. Di conseguenza, NB-IoT e LTE-M stanno aprendo la strada all'IoT in molte aree in cui la rete era precedentemente troppo costosa e complessa. Ma a fronte di tutte le somiglianze tra le due tecnologie, ci sono anche alcune differenze tra NB-IoT e LTE-M. Ciascuna tecnologia ha i propri punti di forza ed è quindi particolarmente adatta a determinati ambiti di applicazione.
+
++++
+++
++++
+
++
+++
+
++++
+++
++
++
++++
+++
++
+
LTE-M è una nuova tecnologia mobile sviluppata appositamente per l'Internet delle cose (IoT). Lo standard radio mobile LTE-M si basa sul 4G ed è destinato alla connettività mobile IoT. Di conseguenza, viene utilizzato principalmente per collegare gli oggetti fisici in modalità wireless a Internet. Questa connettività wireless attraverso l'LTE-M è la base per molte nuove ed entusiasmanti applicazioni.
Rispetto, ad esempio, all'NB-IoT, l'LTE-M offre velocità di trasmissione dati più elevate (fino a 1 Mbit/s) e una latenza inferiore. Sono possibili sia l'uplink che il downlink (cioè la comunicazione in entrambe le direzioni) in qualsiasi momento. A lungo termine, l'LTE-M dovrebbe supportare anche la voce (VoLTE). Ciò sarebbe particolarmente vantaggioso per le soluzioni di sicurezza, dove le chiamate di emergenza vengono attivate nelle automobili o negli ascensori. Poiché le bande di frequenza sono autorizzate, per l'uso dell'LTE-M sono necessarie speciali schede SIM M2M. Le schede SIM corrispondenti per LTE-M sono offerte dai principali operatori di rete e da noi come operatore indipendente. In questo articolo spieghiamo il vantaggio speciale delle nostre schede SIM M2M per LTE-M rispetto a quelle di un operatore di rete.
Poiché LTE-M è basato sullo standard LTE 3GPP, è pronto per il 5G. L'utilizzo di questa tecnologia richiede solo un aggiornamento del software della rete esistente. Dopo che molti operatori di rete in tutto il mondo hanno inizialmente dato la preferenza al lancio di NB-IoT, l'introduzione di LTE-M è stata anticipata. Prevediamo che alla fine la maggior parte degli operatori di rete offrirà entrambe le tecnologie nell'ambito della propria strategia IoT, piuttosto che optare per una piuttosto che per l'altra.
LTE-M, a differenza di NB-IoT, permette di passare da una cella all'altra senza soluzione di continuità, il cosiddetto "handover". Un dispositivo NB-IoT deve spegnersi e riaccendersi ogni volta che passa da una cella radio all'altra. Con LTE-M, questo cambio avviene senza interruzioni, il che rende LTE-M particolarmente adatto alle applicazioni con sensori in movimento. In questo caso, le applicazioni beneficiano anche della maggiore velocità di trasmissione dei dati, fino a 1 Mbit/s, che consente di trasmettere più dati in meno tempo rispetto a NB-IoT. Nel complesso, il tempo di trasmissione di un pacchetto di dati dalla sorgente alla destinazione è ancora leggermente inferiore rispetto a NB-IoT. Ciò rende l'LTE-M adatto alle applicazioni in cui è importante ricevere i dati il più vicino possibile al momento dell'elaborazione. Per contro, la penetrazione negli edifici dell'LTE-M è leggermente peggiore rispetto all'NB-IoT. La ricezione in scantinati, parcheggi e aree più schermate è quindi più forte con NB-IoT che con LTE-M. Inoltre, il consumo energetico - anche se è già molto economico con LTE-M - è ancora più basso con NB-IoT. Anche i moduli hardware per LTE-M sono leggermente più costosi di quelli per NB-IoT.
NB-IoT, talvolta indicato anche come LTE Cat-NB, è uno standard radio a banda stretta specificamente destinato all'Internet degli oggetti (IoT). Si basa sulle reti mobili esistenti ed è ideale per le applicazioni IoT che devono trasmettere solo piccole quantità di dati di tanto in tanto. Ad esempio, nei sensori indipendenti dalla rete che devono registrare i livelli di riempimento, il consumo o la temperatura. A differenza dell'LTE-M, l'NB-IoT non raggiunge latenze altrettanto ridotte e una velocità di trasmissione dati inferiore (fino a 127kbit/s), ma consuma meno energia e attraversa meglio i muri. Ciò significa che, grazie all'ampia portata, è possibile ottenere una buona connessione anche in scantinati (sotterranei), garage o altri edifici con molti ostacoli per le onde radio. Soprattutto nel contesto della misurazione intelligente dell'acqua o del gas, dei sensori di parcheggio e della gestione degli edifici, NB-IoT può essere la soluzione per la trasmissione dei dati. In termini di efficienza energetica: a seconda della configurazione, NB-IoT può essere utilizzato per sviluppare applicazioni che possono funzionare fino a 10 anni con una sola batteria. Soprattutto per quanto riguarda i cicli e i costi di manutenzione, questi lunghi tempi di autonomia sono molto interessanti.
Un grande vantaggio di NB-IoT: con NB-IoT è possibile collegare diverse centinaia di migliaia di dispositivi per cella mobile. I guasti con un gran numero di sensori in una sola area della cella radio o quando la cella radio è molto frequentata da altre applicazioni sono quindi meno temibili. Anche il fattore costo per le applicazioni più piccole è a favore di NB-IoT: I moduli che garantiscono la comunicazione con NB-IoT sono di solito piuttosto economici. Ciò significa che è possibile produrre sensori adatti anche alle applicazioni più piccole senza gravare pesantemente sui costi del prodotto finale.
Entrambi i chipset NB-IoT e LTE-M si concentrano sulle caratteristiche radio e sulle funzionalità di risparmio energetico (ad esempio, modalità sleep, aggiornamenti dell'area di tracciamento a lungo termine e ricezione discontinua estesa), garantendo un'efficienza energetica ottimale.
NB-IoT e LTE-M convincono per i bassi prezzi di esercizio e di servizio e per i vantaggiosi costi dei moduli. Ciò è reso possibile dal design del chipset, in cui sono state eliminate le funzioni LTE non necessarie, e dall'aumento generale dei volumi di produzione.
Rispetto al GSM, NB-IoT e LTE-M hanno una densità di potenza fino a 20 decibel (NB-IoT) e 15 decibel (LTE-M) superiore. Questo risultato è ottenuto grazie ai metodi di modulazione a banda stretta e alle ripetizioni multiple di trasmissione.
NB-IoT e LTE-M funzionano in modo molto semplice tramite Plug & Play. Senza installare reti locali o gateway, i sensori possono essere collegati direttamente alla rete NB-IoT e/o LTE-M.
NB-IoT e LTE-M sono tecnologie standardizzate a livello globale. Entrambe le reti utilizzano i meccanismi di sicurezza LTE secondo il 3GPP e le funzioni di sicurezza vengono costantemente riviste e migliorate.
NB-IoT e LTE-M sono entrambi basati sulla tecnologia LTE e possono quindi essere facilmente integrati nelle infrastrutture LTE esistenti tramite aggiornamento del software.
Che si tratti di LTE-M o NB-IoT, chiunque si trovi di fronte alla decisione di utilizzare una delle due tecnologie per il proprio progetto IoT deve valutare quanto segue: Cosa è in primo piano? I costi e i lunghi tempi di esecuzione o la velocità di trasmissione dei dati? La soluzione si sposta o è stazionaria? Il dispositivo finale trasmette dati solo occasionalmente o è importante una frequenza di trasmissione più elevata? Anche l'area geografica di utilizzo gioca un ruolo importante. Finora, NB-IoT è più diffuso in Europa orientale, Russia e Asia. Secondo le informazioni fornite dal GSMA, entrambe le tecnologie sono già disponibili in Europa occidentale, America e Australia. Pertanto, chi sta pianificando progetti in tutte queste aree, al momento è meglio che scelga NB-IoT. Ma anche l'LTE-M è sempre più diffuso dagli operatori di rete, per cui la copertura convergerà nel prossimo futuro. Possiamo già offrirvi schede SIM M2M con copertura LTE-M in un gran numero di Paesi. Maggiori informazioni sulla nostra copertura di rete in diversi Paesi sono disponibili qui. Buono a sapersi: Con le nostre schede SIM M2M, non è necessario impegnarsi per una sola tecnologia: le nostre schede SIM supportano tecnicamente tutte le tecnologie conosciute, dal 2G al 5G, oltre a NB-IoT e LTE-M.
