如何为物联网解决方案选择蜂窝(lte)技术NB-IoT/LTE-M

　　快速增长的物联网应用需要低系统复杂性、更长的电池寿命和更广的范围，3GPP 提供了专门的蜂窝技术，如 LTE-M 和 NB-IoT。这有助于大量物联网设备有效利用已经成熟的蜂窝网络，获得无处不在的覆盖、可靠的连接、安全的通信和多样化的数据传输服务优势。

　　这两种技术都帮助蜂窝行业在低功耗广域网 (LPWAN) 领域做出了有竞争力的贡献。LTE-M 和 NB-IoT 都可以部署在现有的LTE基础设施和频谱中，与常规移动宽带服务高效共存。这两种技术都针对物联网应用程序的需要进行了优化。

　　在本文中，我们重点比较两种特定的蜂窝物联网技术，即 LTE-M 和 NB-IoT，以帮助用户为他们的应用做出正确的选择。

　　NB-IoT

　　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1.6到10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。

　　LTE-M

　　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10到15毫秒。

　　Cat-M1提供了足够的带宽，可以替代当前诸多的2G和3G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。

　　双模多频段模块

　　双模模块在单一外形中包含 Cat-M1 和 NB-IoT 模块，可根据使用场景和网络覆盖动态配置吞吐量和功耗的最佳选项。

　　为您的物联网解决方案在 LTE-M 和 NB-IoT 之间做出选择有时可能具有挑战性。所做的选择可能有助于实现功能要求的目的。但是，当涉及到性能时，可能会有某些顾虑。

　　我们努力帮助我们的客户明智地理解和权衡各种因素，以帮助他们在 NB-IoT 和 LTE-M 之间为他们的解决方案做出正确的选择。

　　可用性

　　人们需要做的第一个现实检查是在将安装解决方案的部署阶段技术的可用性。亚洲和欧洲国家首先关注 NB-IoT 的部署，而北美则优先部署 LTE-M。最好向蜂窝网络服务提供商和政府法规进行验证。

　　流动性因素

　　应用程序的移动范围是决定物联网解决方案技术的主要因素之一。如果部署的带有调制解调器的系统具有高机动性，如安装在 汽车、人类或宠物中，那么 LTE-M 是更好的选择，因为它利用了运营商现有的漫游模型。NB-IoT 主要针对一次性注册的静态设备设计，如果设备移动，可能会导致中断或高功耗。

　　潜伏延迟

　　延迟是时间关键型应用程序需要考虑的一个非常重要的因素。由于 LTE-M 提供比 NB-IoT 低得多的延迟，因此 LTE-Cat-M1 和 LTE-Cat-M2 是具有时间关键期望的应用程序的首选。另一方面，NB-IoT 仅支持半双工通信。响应时间是远程控制设备的一个重要因素。

　　由于 LTE-M 提供的响应时间接近 4G/LTE 网络提供的响应时间，因此它是 NB-IoT 的明显选择，NB-IoT 旨在以秒为单位传输少量数据。如果您的应用程序可以处理长达几秒的响应延迟并且电池寿命更重要，那么 NB-IoT 可能是一个选择。

　　数据量

　　数据量和传输频率在决定蜂窝物联网技术方面起着至关重要的作用。LTE-M 是满足高下行链路和带宽要求的更好选择，尤其是在定期交换数据或语音的应用中。在没有任何时间关键期望的情况下，以不规则的间隔发送少量数据的情况下，首选 NB-IoT。

　　电源预期

　　假设大多数物联网节点都是电池供电的，通过实施节能操作来优化功率对于延长电池寿命极为重要。

　　延长的电池寿命降低了现场维护的相关成本。尽管 LTE-M 和 NB-IoT 设备都按需执行唤醒，但如果电池寿命是最重要的参数，NB-IoT 是最佳选择，因为简化的控制协议减少了唤醒时间。

　　固件升级

　　如果 固件或软件更新 是产品生命周期中考虑的功能，那么应该优先使用 LTE-M，因为它支持更高的数据速率和带宽，可以处理大量数据传输。NB-IoT 如果用于固件升级可能会导致电池大量耗尽。一些用户更喜欢使用同时具有 LTE-M 和 NB-IoT 的双模调制解调器，其中每个调制解调器都根据需要使用。

　　覆盖范围

　　NB-IoT 的范围是 LTE CAT-1 的七倍，并且具有更好的建筑物/障碍物穿透能力，因此有利于安装在难以到达的地方的应用。因此，NB-IoT 变得更适合远程/睡眠 工业传感器、智能电表、精准农业传感器和智慧城市应用等应用。LTE-M 通过在非固定场景和需要更高带宽的用例中提供可靠的覆盖来补充 NB-IoT。

　　选择正确的蜂窝技术是物联网解决方案设计中的关键决策之一，因为它直接影响产品的生命周期。尽管 LTE-M 和 NB-IoT 都提供了诱人的功能，但分析您的产品需求为在两者之间做出正确选择铺平了道路。

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