کاربرد LTE-M و مقایسه با NB-IOT

در این مقاله به توضیح کاربرد LTE-M و معرفی کامل آن و همچنین مقایسه با NB-IOT میپردازیم.

LTE-M نسخه اصطلاح شده ساده ای برای استاندارد LTE-MTC است که در سال ۲۰۱۶ نسخه ۱۳ آن توسط ۳GPP ،منتشر شده است.
مخصوصا به دستگاه LTE CatM1 اشاره دارد که برای IoT مناسب است و همچنین به عنوان eMTC شناخته می شود.

این مشخصات ، الزامات زیر را برای LTE-M معرفی می کند:

۱-عمر باتری ۱۰ ساله باتری ۵ وات

۲-هزینه دستگاه قابل مقایسه با دستگاه های IoT مبتنی بر GPRS

۳-پوشش گسترده ( > 156 dB MCL)

۴-نرخ داده متغیر

LTE-M را می توان به عنوان یک نسخه پایین تر از LTE در نظر گرفت.
دستگاه ها کمتر پیچیده هستند و همچنین قدرت مصرفی آنها کمتر و پوشش دهی گسترده تری دارند. عمر باتری می تواند بیش از ۱۰ سال طول بکشد .
هزینه های مودم توسط GSMA تخمین زده شده است که ۲۰ تا ۲۵ درصد پایین تر از مودم های EGPRS است.
با افزایش تولید اینگونه مودم ها هزینه های آنها نیز بسیار پایینتر می آورد. LTE-M نیز از زیرساخت شبکه تلفن همراه LTE استفاده می کنند.

LTE-M تنها تکنولوژی LPWA نیست. LPWA مخفف Low-Power Wide-Area Network میباشد که ما یک مقاله فوق العاده ارزشمندی در رابطه با آن تهیه کردیم که میتوانید مطالعه نمایید.

مانند Narrowband-IoT (NB-IoT) (باند یا نوار باریک)،  از طیف مجوز استفاده می کند، اما بسیاری از برنامه ها را پشتیبانی می کند.
این مجموعه برای همکاری با NB-IoT و همچنین تکنولوژی های غیر استاندارد LPWA مانند Sigfox و LoRa است که نیازی به طیف مجوز ندارند، تنظیم شده است.

کدام تکنولوژی را انتخاب کنیم؟

انتخاب تکنولوژی ، به برنامه خاص، مکان و قیمت بستگی دارد.

LTE-M یا NB-IoT

همانطور که قبلا ذکر شد، LTE-M یکی از دو تکنولوژی استاندارد LPWA است، دومی هم که NB-IoT  میباشد.
بین هر دوی آنها تفاوت های واضحی وجود دارد،اما با این وجود برای سناریوهای مختلف مناسب هستند.
برای عملیات های بحرانی ، LTE-M تنها گزینه مناسب می باشد.

تفاوت اصلی LTE-M با NB-IOT :

تفاوت اصلی بین LTE-M و NB-IOT سرعت و میزان تاخیر آنها است.
در حالی که نرخ حداکثر داده برای NB-IoT زیر ۱۰۰ کیلوبیت بر ثانیه است، LTE-M می تواند ۳۸۴ کیلوبیت بر ثانیه را با downlink و uplink و قابل افزایش تا ۱Mbps را پشتیبانی می کند، که به طور خارق العاده ای بیشتر از NB-IoT است که برای آن تا ۶۲٫۵ کیلوبیت بر ثانیه است.
تأخیر LTE-M تقریبا بین ۵۰تا۱۰۰ میلی ثانیه است که باز هم بهتر از رنج تقریبی ۱٫۵ تا ۱۰ ثانیه برای NB-IoT می باشد.
نرخ داده بالاتر به این معنی است که داده های بیشتری را می توان از طریق دستگاه دریافت یا ارسال کرد، همچنین تاخیر نیز بدین معنی هست که زمان بهتر ارتباط واقعی بدون تاخیر بین ارسال یا دریافت است.

LTE-M می تواند از دستگاه های در حال حرکت و همچنین ارتباطات صوتی از طریق VoLTE پشتیبانی کند – گرچه برخی از محدودیت ها نیز در آن وجود دارد. یکی از این محدودیت ها این است که اپراتورهای شبکه ممکن است تصمیم به اجرای این قابلیت در شبکه خود نکنند، در حالی که صدا در سناریوهای استاندارد پشتیبانی می شود.

عمر باتری دستگاه LTE-M می تواند کمتر از NB-IoT باشد و مصرف انرژی در نرخ داده های متوسط ​​بهتر از NB-IOT است.

با این حال،  LTE-M انعطاف پذیر تر است زیرا LTE-M می تواند تمامی موارد استفاده NB-IoT را پشتیبانی کند.
مثلا هر برنامه در سطح LPWA  را LTE-M میتواند ساپورت کند در حالی که NB-IoT نمی تواند از پرونده های LTE-M پشتیبانی کند.
به طور خلاصه، NB-IoT تنها برای برنامه های نوع سنسور استاتیک ساده طراحی شده است، در حالی که LTE-M می تواند از طیف گسترده ای از موارد مهم پشتیبانی کند.

کاربرد LTE-M چیست؟

همانطور که در بالا هم به آن اشاره کردیم، LTE-M می تواند از طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی که نیاز به نرخ پایین داده دارند پشتیبانی می کند.
LTE-M می تواند برای نظارت بر سنسورها در برنامه های کاربردی مانند متر هوشمند، اتوماسیون ساختمان یا ردیابی استفاده شود.

همچنین می تواند طیف وسیعی از برنامه های IoT که نیاز به ارتباطات لحظه ای (مانند صدا، داده های اضطراری و داده های دقیق برای ردیابی) دارند را کنترل کند.

موارد استفاده LTE-M شامل تجهیزات پوشیدنی، نظارت بر بیمار، امنیت در خانه، خانه هوشمند،مدیریت دارایی صنعتی، خرده فروشی و دستگاه های POS و همچنین در حمل و نقل است.

نیروی کار LTE-M

نیروی کار LTE-M که GSMA  نام دارد در حال تلاش برای سریعتر کردن و گسترش این فناوری است و تقریبا ۵۰ عضو در میان اپراتورهای شبکه (از جمله Telefónica UK) و همچنین تجهیزات شبکه، تولیدکنندگان دستگاه ها و قطعات دارد. اهداف آنها عبارتند از:

۱-تسهیل راه اندازی تجاری راه حل های LTE-N در سطح جهانی

۲-ایجاد یک اکوسیستم قوی End to End برای رشد و توسعه آینده LTE-M

۳-کاهش پیچیدگی و معرفی دستگاه های LTE-M به بازار

۴-افزایش برنامه های کاربردی LTE-M جهت ایجاد فرصت های شغلی جدید

۵-ترویج همکاری جهت راه حل های LTE-M

LTE-M در حال حاضر چه جایگاهی دارد؟

به گفته GSMA، در سپتامبر ۲۰۱۸، ۱۴ اپراتور در سراسر جهان خدمات LTE-M را راه اندازی کرده اند.
در اپراتورهای اروپایی NB-IoT بیشتر از LTE-M فعال میباشد.
تنها KPN در هلند، Orange در بلژیک و Swisscom در سوئیس دارای سرویس LTE-M میباشد. (این دو اپراتور نیز خدمات NB-IoT را راه اندازی کرده اند.)

علاقمندی به LTE-M در ایالات متحده بسیار قویتر بوده است، در حالیکه AT & T و Verizon این تکنولوژی را در شبکه های ملی خود به سادگی با ارتقاء نرم افزار در ایستگاه های پایه موجود خود گسترش داده اند.
AT & T همچنین آن را در مکزیک اجرا کرد و رومینگ LTE-M را بین دو شبکه انجام داد.

AT & T با شرکت های مختلف برای آزمایش LTE-M برای موارد استفاده در IoT صنعتی، از جمله وسایل نقلیه متصل، ناوگان و مدیریت دارایی، پالت های هوشمند، نظارت بر ظروف، ردیابی دارایی، قفسه های هوشمند و جایگاه های نوشیدنی هوشمند، قرارداد همکاری بسته است.
در برخی موارد، دستگاه های متصل برای انتقال داده های خود چندین بار در روز، در برخی دستگاه های دیگر فقط یک بار در روز این کار را انجام میدهند.
در بعضی از برنامه ها، دستگاه هنگامی که به یک آستانه معین میرسد، از حالت sleep خارج می شود، مانند وقتی که مقدار روغن از یک حدی بیشتر یا کمتر میشود.
سامسونگ نیز برای آزمایش وسایل پوشیدنی خود LTE-M را انتخاب کرده است.

Verizon از LTE-M برای جایگزینی اتصال ۲G که توسط برخی از برنامه های موجود IoT از جمله بیمه ، نظارت بر خودرو و ردیابی دارایی ، استفاده می کند.
همچنین به دنبال کاربردهای جدید مبتنی بر سنسور ها مانند نظارت بر کشاورزی و پارکینگ هوشمند است .
همچنین این شرکت پیش بینی می کند که LTE-M این امکان را دارد که بازار هوشمند و لوازم مصرفی و پوشیدنی های متصل را گسترش دهد.

آینده این تکنولوژی چه میشود؟

با ارتقاء قوی از GSMA و اکوسیستم اپراتورهای شبکه و همچنین تولید کنندگان، پذیرش LTE-M در حال افزایش است و انتظار می رود که این کار را ادامه پیدا کند.
در حالی که خدمات تجاری در اروپا هنوز بر روی NB-IOT است.
این تکنولوژی توسط حداقل یکی از اپراتورهای UK مورد توجه قرار گرفته است، زیرا T-Mobile و Vodafone در حال حاضر هنوز بر روی NB-IoT متمرکز هستند .

به زودی شاهد گسترش این فناوری خواهیم بود.