Trois technologies IoT 3GPP avec lesquelles se familiariser

Le 3GPP, la force derrière la normalisation des systèmes cellulaires, a récemment introduit trois nouvelles normes :LTE-M, NB-IoT et EC-GSM-IoT.

La réponse de l'industrie cellulaire aux technologies de type LoRa, LoRaWAN et Sigfox, ces nouvelles normes ont été créées pour permettre aux appareils qui fonctionnent sur des réseaux d'opérateurs moins chers et plus économe en énergie . Les trois normes sont légèrement différentes les unes des autres, mais chacune se bat pour devenir dominante.

Ci-dessous, nous décrirons ces différences et expliquerons ce que vous devez savoir sur la technologie et les utilisations.

LTE-M (LTE-MTC, LTE Catégorie M1)

LTE-M, une version abrégée de LTE-MTC (ou "communications de type machine"), fait partie des versions 12 et 13 du 3GPP, finalisées en 2016. On l'appelle également LTE-MTC ou LTE Cat M1.

En termes simples, LTE-M est une version allégée de LTE. Il utilise le même spectre et les mêmes stations de base, fonctionne partout où le LTE fonctionne et permet de véritables sessions de données TCP/IP. La majeure différence entre LTE et LTE-M est l'efficacité énergétique — LTE-M permet aux appareils alimentés par batterie d'envoyer et de recevoir des données en ligne via une connexion Verizon ou AT&T. Une batterie d'iPhone dure une journée, mais une batterie de compteur d'eau connecté à un modem cellulaire peut durer 10 ans, ce qui est un changement profond pour l'Internet des objets cellulaire.

LTE-M a un débit de données légèrement plus élevé que NB-IoT et EC-GSM-IoT (dont nous parlerons plus loin dans cet article), mais est capable de transmettre des morceaux de données assez volumineux. Les applications potentielles incluent le suivi des actifs, la gestion de l'énergie et le comptage des services publics ; cette technologie pourrait également être utilisée dans les infrastructures urbaines et les appareils portables.

Efficacité énergétique

L'efficacité énergétique du LTE-M est due en grande partie à sa capacité à rester virtuellement « attaché » au réseau sans maintenir physiquement une connexion. Deux modes permettent cela :le mode d'économie d'énergie (PSM) et le cycle de répétition discontinue étendu (eDRX). PSM permet aux appareils LTE-M de rester inactifs sans avoir à rejoindre le réseau lorsqu'ils se réveillent. eDRX permet aux points de terminaison de « dire » à la tour de téléphonie cellulaire ou au réseau à quelle fréquence il sera éveillé pour la liaison descendante, ce qui peut aller de 10 secondes à plus de 40 minutes. Pour approfondir ces fonctionnalités, jetez un œil à ce récent webinaire.

Avantage sur le marché

L'avantage du LTE-M pour les communications M2M est qu'il fonctionne dans le cadre normal des réseaux LTE. En d'autres termes, un opérateur cellulaire comme Verizon ou AT&T n'a qu'à télécharger un nouveau logiciel sur ses stations de base pour activer le LTE-M, et n'aura pas à dépenser d'argent pour de nouvelles antennes. C'est aussi beaucoup plus simple qu'un récepteur de catégorie 4 (comme celui que l'on trouve dans les téléphones portables) car il n'a besoin de comprendre et de numériser que 1,4 MHz du canal au lieu de 20 MHz.

Lecture suggérée : Link Labs propose le premier modem LTE Cat-M1 certifié pour les appareils terminaux au monde pour les applications alimentées par batterie

NB-IoT (LTE Cat-NB1, LTE Cat-M2)

L'IoT à bande étroite (NB-IoT) a été ajouté dans le Rel 13 du 3GPP. Contrairement au LTE-M, le NB-IoT n'est pas lié au LTE, mais est basé sur une modulation DSSS similaire à l'ancienne version Neul de Weightless-W. De nombreuses grandes entreprises de télécommunications, dont Huawei, Ericsson, Qualcomm et Vodafone, participent activement à l'élaboration de cette norme, mais elle n'est actuellement déployée nulle part aux États-Unis.

La fabrication des chipsets dans LTE-M et NB-IoT est presque la même, il n'y a donc pas grand-chose de fondamentalement moins cher à utiliser NB-IoT du point de vue matériel des terminaux. Le principal problème à considérer avec NB-IoT est la déployabilité. Les opérateurs de télécommunications pensent que NB-IoT les aidera à rivaliser sur le bas de gamme du marché de l'IoT contre des technologies telles que Sigfox et LoRa, mais contrairement au LTE-M, il n'y a pas de voie vers une simple mise à niveau logicielle pour prendre en charge cette norme. Les partisans de la norme devront dépenser des milliards de dollars pour soutenir la technologie, et il reste à voir s'ils le feront. C'est l'option la plus intéressante dans les endroits où les réseaux LTE existants n'existent pas déjà, car le matériel de la station de base pour NB-IoT sera probablement moins cher que les stations de base LTE.

Dish Network, par exemple, a annoncé publiquement son intention de construire des réseaux NB-IoT. Cela dit, Dish ne construira probablement jamais un réseau de la taille de Verizon, il reste donc à voir comment cette technologie sera utilisée et adoptée dans la communauté IoT.

Le NB-IoT présente des fonctionnalités d'économie d'énergie similaires à celles du LTE-M (PSM et eDRX), mais il manque actuellement de mobilité (ce qui signifie qu'il est principalement adapté aux applications statiques).

Lecture suggérée : Un aperçu de l'IoT à bande étroite

EC-GSM-IoT

EC-GSM-IoT est similaire au LTE-M en ce sens qu'il est conçu pour fonctionner dans les réseaux existants (dans ce cas, les réseaux eGPRS 2G plutôt que les réseaux LTE 4G). Il est également conçu pour fonctionner avec le matériel de station de base existant, afin de minimiser les coûts de mise à niveau de l'eGPRS uniquement pour le prendre en charge. Les détails derrière EC-GSM-IoT restent un peu flous, car il ne fait pas encore partie d'une version officielle du 3GPP, mais il est susceptible de comporter eDRX, ainsi que certaines améliorations au niveau du protocole (qui peuvent améliorer la couverture de 10 à 20 dB). Il n'est pas encore clair qu'il existe une demande du marché pour cette technologie, et nous ne nous attendons pas à voir des déploiements commerciaux EC-GSM avant 2019, voire pas du tout.

Comparaison des technologies IoT cellulaires

La question qui préoccupe tout le monde est la suivante :quelle norme IoT cellulaire l'emportera ?

La réponse, à ce stade, dépend de la personne à qui vous posez la question.

Le NB-IoT pourrait potentiellement être moins cher (mais pas de beaucoup), mais la plupart des opérateurs ne pourront pas utiliser les mêmes radios LTE qu'ils utilisent aujourd'hui pour leurs réseaux de données. Cela dit, LTE-M prend en charge les communications basées sur TCP/IP, tandis que NB-IoT est basé sur des messages avec une charge utile et une réponse, ce qui rend les mises à niveau du micrologiciel beaucoup plus difficiles pour NB-IoT.

Les opérateurs qui utilisent les stations de base Huawei, ou ceux qui n'ont pas encore de déploiements LTE à grande échelle, seront incités à prendre en charge le NB-IoT. (Il convient de noter que Huawei construit des modules LTE-M, ils couvrent donc leurs paris.) Les opérateurs qui disposent déjà de réseaux LTE étendus adopteront probablement le LTE-M en premier. Dans de nombreux cas, les opérateurs prendront en charge les deux et verront quelle norme convient aux clients.

Il est important de mentionner que le LTE-M est le plus mature en termes de déploiement, de réseaux et de matériel. Les chipsets NB-IoT en sont encore à leurs débuts, avec seulement quelques tests et pilotes de télécommunications en Europe et en Asie. Si votre déploiement est dans deux ou trois ans, assurez-vous de surveiller cet espace ! Si vous devez vous lancer sur le marché maintenant, le LTE-M pourrait être une bonne option pour vous. Assurez-vous de rechercher toutes vos options avant de sélectionner et contactez-nous si vous avez besoin d'aide !