Lors de la préparation de la conception d'appareils IoT pour un réseau à grande échelle, le choix d'une norme IoT appropriée est un problème qui doit être résolu dès le début de la conception du produit. Il détermine le matériel dont nos appareils ont besoin et les opérateurs qui seront utilisés lorsque le les appareils sont libérés.

Avec le déclin des réseaux 2G et 3G, les appareils IoT cellulaires à grande échelle existants peuvent utiliser les normes 4G LTE suivantes : LTE Cat.1, LTE-M ou NB-IoT. Nous devons d'abord comprendre les caractéristiques et les avantages du LTE Cat.1, du LTE-M et du NB-IoT afin de faire un choix raisonnable.

LTE Cat.1

La technologie Cat.1 est une technologie de modulation et de codage de la technologie LTE (Long-Term Evolution). En 2007, le projet de partenariat de troisième génération (3GPP) a commencé à développer la norme LTE, dans le but de fournir des débits de transmission de données plus élevés, une latence plus faible et une meilleure utilisation du spectre. En 2008, l'organisme de normalisation 3GPP Release 8 a défini cinq catégories de spécifications d'équipement utilisateur (UE). LTE Cat.1 définit le taux de transfert de données maximum comme étant de 5 Mbps en téléchargement (5 Mbps UL) et de 10 Mbps en téléchargement (10 Mbps DL).

La technologie Cat.1 peut fournir des taux de transmission de données relativement élevés, tout en présentant les caractéristiques d'une faible consommation d'énergie et d'un faible coût, ce qui peut fournir de meilleures solutions pour la connexion des appareils IoT. Par conséquent, la technologie Cat.1 peut être considérée comme une optimisation et une extension des appareils IoT basés sur la technologie LTE.

Principales caractéristiques de Cat.1

Applicable à l'échelle mondiale : la technologie Cat.1 utilise la technologie LTE, qui est une technologie de connexion universelle qui peut être utilisée dans le monde entier sans avoir à prendre en compte les normes de communication sans fil et les bandes de fréquences des différentes régions et pays.

Faible consommation d'énergie : grâce à la technologie de multiplexage par répartition en fréquence à porteuse unique (SC-FDMA) et à la technologie de modulation adaptative translucide (16-QAM), ces deux technologies peuvent réduire efficacement la consommation d'énergie, permettant à l'appareil d'avoir une durée de vie de la batterie plus longue. Cependant, le NB-IoT présente également l’avantage d’une faible consommation d’énergie et est largement utilisé dans des scénarios tels que la lecture de compteurs sans fil.

Transmission à haute vitesse : par rapport à d'autres technologies de connexion à faible consommation et à faible bande passante, la technologie Cat.1 peut fournir des débits de transmission de données plus élevés, jusqu'à 10 Mbps de débit de liaison descendante et 5 Mbps de débit de liaison montante.

Faible coût : Cat.1 permet une transmission à grande vitesse en utilisant moins de ressources matérielles, ce qui réduit efficacement le coût de l'équipement. Par rapport à Cat.4, Cat.1 n'a pas besoin de reconstruire le réseau et peut être connecté de manière transparente au réseau 4G existant.

Fiabilité : Grâce à de multiples optimisations techniques telles que le codage de canal et la modulation adaptative, Cat.1 peut améliorer la fiabilité et la stabilité de la transmission des données.

Les avantages du LTE Cat.1 en termes de coût et de mise en réseau lui ont valu la majeure partie du marché. Ses principaux scénarios d'application incluent : l'Internet des véhicules, les applications de vente au détail de l'Internet des objets, les systèmes de sécurité domestique, les appareils portables intelligents, etc.

NB-IoT

Aujourd’hui, le secteur de l’IoT recherche des chipsets et des modules moins coûteux, et de nombreux systèmes IoT ne nécessitent plus des débits de transmission plus élevés. La norme Narrowband IoT (NB-IoT) est conçue pour les appareils IoT nécessitant moins de données. Les taux de transfert de données sont limités à environ 160 Kbit/s dans la version 14 de 3GPP. Si nous n'avons pas besoin de débits de transmission de données plus élevés, nous pouvons choisir NB-IoT pour réduire le coût et la consommation d'énergie du produit.

Principales caractéristiques du NB-IoT

Faible consommation d'énergie : la faible consommation d'énergie est l'une des caractéristiques les plus importantes du NB-IoT. Les appareils NB-IoT peuvent offrir une durée de vie de la batterie plus longue et des coûts inférieurs. Il est généralement utilisé pour les appareils à faible consommation d'énergie et à transmission de données peu fréquente.

Large couverture : NB-IoT améliore la couverture du réseau intérieur et dispose de fortes capacités de couverture intérieure, qui peuvent répondre aux besoins de couverture étendue des zones éloignées et aux besoins de couverture profonde tels que les garages souterrains.

Grandes connexions : NB-IoT prend en charge un plus grand nombre d’appareils dans le réseau. Sous la même station de base, le NB-IoT peut fournir 50 à 100 fois plus de connexions que la technologie de communication sans fil existante.

Faible coût : par rapport à LoRa, le NB-IoT ne nécessite pas de nouveau déploiement de réseau ; et sa faible vitesse, sa faible consommation d'énergie et sa faible bande passante confèrent également aux modules de puces NB-IoT un avantage en matière de faible coût.

Scénarios d'application courants du NB-IoT : applications agricoles intelligentes, applications de bâtiments intelligents, systèmes de surveillance de la pollution environnementale, capteurs IoT industriels, etc.

LTE-M

En termes de limites de débit de transmission de données, le débit de transmission de données du LTE-M se situe entre NB-IoT et Cat.1 ; le débit de transmission de données du LTE-M peut atteindre 1,1 Mbps. De plus, le LTE-M et le NB-IoT réduisent le coût, la consommation d'énergie et la capacité du réseau des systèmes IoT à grande échelle.

Cat.1 est applicable à tous les réseaux cellulaires dans le monde. Si nos produits doivent être ciblés sur le marché mondial, alors Cat.1 est le meilleur choix. Si les exigences de transmission de données de nos produits se situent entre les taux de transmission de données du NB-IoT et de Cat.1, alors le LTE-M aura plus d'avantages dans les applications IoT à grande échelle.

Principales caractéristiques du LTE-M

Haute vitesse : LTE-M prend en charge des vitesses maximales de liaison montante et descendante allant jusqu'à 1 Mbps, ce qui peut répondre aux besoins des applications IoT telles que la voix et la vidéo à faible vitesse.

Localisable : la technologie de positionnement à faible coût la rend applicable au suivi logistique, au suivi des marchandises et à d’autres scénarios.

Mobilité : LTE-M prend en charge la mobilité connectée.

Prise en charge de la voix : LTE-M prend en charge la voix VoLTE et peut être utilisée dans les appareils portables.

Le LTE-M est principalement utilisé dans les scénarios IoT tels que les appareils portables intelligents, les maisons intelligentes et la surveillance médicale.

Comment choisir NB-IoT, Cat.1 ou Cat.M ?

Tout d'abord, les produits dont nous avons besoin sont différents. Nous devons choisir en fonction des besoins du produit ou des besoins du projet. NB-IoT, Cat.1 et Cat.M ont tous leurs propres avantages.

Performances du produit

Tout d'abord, nous devons déterminer les exigences clés du produit, par exemple : l'équipement a-t-il des exigences plus élevées en matière de débit de transmission de données ? S'il y a des exigences plus élevées, nous devons choisir Cat.1 avec un débit de transmission plus élevé pour développer nos produits. Dans le même temps, en ce qui concerne les performances du produit, il existe également des exigences en matière de consommation d'énergie, de délai et de fiabilité. Par exemple, si le produit conçu est un produit mobile et qu'il n'est pas pratique de câbler et d'installer une alimentation, il utilisera l'énergie de la batterie. Alimentation, afin que vous puissiez donner la priorité lors du choix. Envisagez les produits à faible consommation et, finalement, sélectionnez le protocole approprié en combinaison avec d'autres besoins.

coût

Le coût est important dans tout produit et projet et doit être choisi en fonction du budget du projet. Lors du choix des produits LTE, nous devons non seulement prêter attention aux coûts de développement et aux coûts matériels, mais également tenir compte des coûts qui seront payés aux opérateurs. Lorsque nos produits sont utilisés pendant une longue période, les frais des opérateurs seront plus élevés.

Cycle de projet

La difficulté de développement du produit, le cycle d’approvisionnement en matériaux et la difficulté des tests de production sont également des facteurs importants à prendre en compte.