NB-IoT vs. LTE-M : quelles sont les différences ?

Réseau étendu à faible consommation d'énergie (LPWAN) est un domaine émergent pour la réalisation d'applications massives de l'internet des objets (IoT). LTE-M et NB-IoT sont les technologies LPWAN cellulaires les plus populaires sur le marché pour réaliser les applications de l'Internet des objets (IoT). Applications LPWAN. Dans cet article, nous présenterons brièvement le NB-IoT et le LTE-M, ainsi que leurs principales différences, afin de vous aider à prendre une décision concernant la conception de votre solution LPWAN. 

Qu'est-ce que NB-IoT ? 

Il s'agit d'une technologie LPWAN permettant une largeur de bande limitée, développée par 3GPP pour la communication cellulaire sans fil et la mise en œuvre d'applications IoT massives sur un réseau étendu. C'est l'une des trois principales normes 3GPP introduites pour aider à réaliser des applications IoT massives. Elle vise les réseaux à faible consommation d'énergie et à couverture profonde jusqu'à 20 km de portée. Elle est également optimisée pour une meilleure latence atteignant jusqu'à 10 secondes. Bien que NB-IoT fonctionne dans le spectre de fréquences sous licenceIl est optimisé pour minimiser les interférences et permettre l'utilisation massive d'appareils IoT à faible débit. Vous trouverez plus de détails dans notre article précédent sur Qu'est-ce que NB-IoT ?? 

Qu'est-ce que le LTE-M ? 

Comme indiqué ci-dessus, le LTE-M et le NB-IoT sont des technologies LPWAN cellulaires introduites par le 3GPP. Le LTE-M ou Long-Term Evolution for Machines peut être considéré comme une extension de la technologie LPWAN. 4G-LTE introduit pour réaliser Machine à machine (M2M) et les applications IoT massives. Comme le NB-IoT, le LTE-M vise à transmettre de petites quantités de données qui nécessitent une large bande passante via l'internet à partir d'appareils finaux dotés de ressources. Contrairement au NB-IoT, qui est limité à une portée de 20 km, le LTE-M peut gérer une longue distance limitée par la couverture offerte par le réseau 4G-LTE. Vous pouvez également en savoir plus sur le LTE-M dans notre article précédent, Qu'est-ce que le LTE-M ?? 

Différences entre NB-IoT et LTE-M 

Nous avons maintenant une brève compréhension du NB-IoT et du LTE-M, et nous pouvons maintenant passer brièvement en revue certaines des principales différences entre le NB-IoT et le LTE-M. 

Le LTE-M a été publié dans la version 13 par le 3GPP en 2016 et était destiné à la communication de machine à machine. Il est également appelé protocole Cat-M. Bien que NB-IoT ait également été introduit dans la même version, il a été développé et formulé dans les versions 14 et 15. Pour cette raison, il est également connu sous le nom de protocole Cat-M2. La principale raison de l'introduction du NB-IoT est l'incapacité du LTE-M à répondre aux exigences du LPWAN. 

Une autre différence majeure réside dans la bande passante allouée à la transmission de données dans les deux technologies. NB-IoT n'alloue qu'une bande passante étroite à la transmission de données, pour les appareils à faible débit. En comparaison, le LTE-M alloue une large bande passante pour la transmission de données pour les appareils à faible latence. 

L'architecture, sur laquelle repose le LTE-M, est fortement basée sur des technologies cellulaires antérieures basées sur l'IP, telles que la 4G-LTE. Cependant, NB-IoT est basé sur le système de paquets évolués (EPS) et est optimisé pour permettre des applications IoT cellulaires. En outre, les appareils connectés LTE-M ne peuvent être déployés qu'en bande, ce qui signifie que ces appareils ne peuvent utiliser que des blocs de ressources au sein d'une porteuse LTE normale. En revanche, NB-IoT peut utiliser des blocs de ressources inutilisés dans la bande de garde des transporteurs LTE ou des transporteurs autonomes pour le déploiement d'appareils. En théorie, cela permet d'augmenter le nombre d'appareils pouvant être connectés à un réseau donné jusqu'à 200 000 appareils par cellule. 

Le LTE-M et le NB-IoT prennent tous deux en charge l'eDRX (réception discontinue étendue) et le PSM (mode d'économie d'énergie), qui contribuent à prolonger la durée de vie de la batterie des appareils connectés. Il est donc difficile de choisir entre NB-IoT et LTE-M lorsqu'il s'agit d'une technologie consommant efficacement de l'énergie. Toutefois, plusieurs essais sur le terrain suggèrent que le LTE-M est économe en énergie pour une plage de fonctionnement normale, et que le NB-IoT est plus économe en énergie pour une plage de fonctionnement plus longue avec une multitude d'interférences et de pénétrations dans l'environnement. Il convient également de noter que le LTE-M est idéal pour les transmissions de données volumineuses nécessitant une faible consommation d'énergie. 

La mobilité est un autre paramètre important pour comparer les technologies LPWAN cellulaires. Il s'agit de la capacité du réseau à répondre aux besoins des appareils mobiles se déplaçant à des vitesses et dans des directions différentes. NB-IoT ne prend pas en charge le transfert, ce qui rend impossible la connexion des appareils aux stations de base en mouvement. En revanche, le LTE-M, qui est construit sur la base de la 4G-LTE, est capable de gérer le transfert de cellule et le transfert à l'intérieur du véhicule. Par conséquent, le LTE-M est le mieux adapté aux applications qui nécessitent un haut degré de mobilité, alors que le NB-IoT n'a qu'une capacité limitée à gérer des dispositifs finaux stationnaires. Cette fonction de transfert fait également du LTE-M le meilleur outil pour gérer les mises à jour de micrologiciels et de logiciels, car les appareils peuvent se connecter au réseau en dépit de leur emplacement et de leurs mouvements. 

Si l'on considère les vitesses de données du LTE-M et du NB-IoT, le LTE-M a des vitesses de données plus élevées. Pour la liaison descendante, le LTE-M peut offrir des vitesses de données allant jusqu'à 1 Mbits/s et le NB-IoT des vitesses de données allant jusqu'à 26 kbits/s. Pour la transmission de données en liaison montante, le LTE-M peut offrir des vitesses de données allant jusqu'à 1 Mbits/s et le NB-IoT des vitesses de données allant jusqu'à 66 kbits/s. En ce qui concerne les débits de données, le LTE-M peut offrir des débits importants et constitue une option particulièrement intéressante pour les applications gourmandes en données. 

La disponibilité mondiale est un facteur essentiel pour le déploiement d'applications IdO. Le LTE-M, qui est basé sur l'infrastructure 4G-LTE existante, est disponible à l'échelle mondiale et peut être facilement déployé. Toutefois, NB-IoT ne peut être pris en charge que par un nombre limité d'infrastructures cellulaires.  

La caractéristique la plus intéressante du LTE-M est sa capacité à gérer les messages vocaux et à offrir une capacité eSIM. Cela permet à l'utilisateur de déployer des applications IoT spécifiques qui nécessitent un support vocal sur une longue distance. 

Avantages et inconvénients de NB-IoT et LTE-M 

Maintenant que nous avons une brève compréhension des différences entre NB-IoT et LTE-M, examinons certains des avantages et des inconvénients de ces technologies LPWAN cellulaires. Plus précisément, nous examinerons les principaux avantages de chaque technologie, en mettant en évidence l'une par rapport à l'autre. 

Principaux avantages de NB-IoT 

• Faible consommation d'énergie, idéale pour les applications nécessitant un haut degré de pénétration 
• Un champ d'action élargi 
• Faible coût de déploiement 
• Utilise la modulation DSSS et est facile à mettre en œuvre puisqu'il est basé sur l'accès multiple par répartition en fréquence à porteuse unique. 
• Durée de vie prolongée de la batterie 
• Fonctionnement par messages 
• Peut prendre en charge de nombreux dispositifs 

Principaux inconvénients de NB-IoT

• Impossible de gérer le changement de cellule 
• Faibles débits de données 
• Impossible de traiter les messages vocaux 

Principaux avantages du LTE-M 

• La portée n'est limitée que par la portée du réseau 4G-LTE existant. 
• Débits de données élevés 
• Idéal pour la transmission de données volumineuses 
• Peut gérer le changement de cellule et est idéal pour les applications qui requièrent de la mobilité. 
• Fonctionnement sur IP 
• Prise en charge des messages vocaux 

Principaux inconvénients du LTE-M

• Il n'est pas possible de prendre en charge un grand nombre de dispositifs, car les dispositifs ne se voient attribuer que des blocs de ressources dans la bande. 
• Coût élevé de l'appareil par rapport à NB-IoT 

Applications de NB-IoT et LTE-M 

Classons maintenant quelques-unes des applications IoT massives en fonction de l'option préférée entre NB-IoT et LTE-M. Idéalement, pour les applications qui nécessitent des vitesses de données élevées et une grande mobilité, le LTE-M est l'option idéale. En revanche, NB-IoT est idéal pour les applications qui nécessitent une forte pénétration et des applications stationnaires. 

Applications de NB-IoT 

• Applications de comptage intelligent et de comptage électrique 
• Applications de gestion des déchets 
• Applications agricoles intelligentes 
• Automatisation de l'éclairage public 
• Gestion des pipelines 

Applications du LTE-M 

• Produits portables intelligents 
• Suivi des patients et soins de santé intelligents 
• Suivi des actifs 
• Applications pour les villes intelligentes 
• Capteurs à faible densité 

Conclusion 

Dans cet article, nous avons brièvement examiné les différences entre NB-IoT et LTE-M et identifié leur importance dans différentes gammes d'applications IoT massives. La décision de choisir entre ces deux technologies dépend uniquement de la nature et des exigences spécifiques de l'application qui nous intéresse. En conclusion, NB-IoT est idéal pour les applications stationnaires et LTE-M pour les appareils mobiles.