skip to Main Content
Massiv IoT, storskalig IoT som ansluter miljontals enheter till internet. En massmarknad som, till skillnad från traditionella system, behöver sända en begränsad mängd data mer eller mindre sällan. Flera tekniker för att bygga så kallade Low Power Wide Area Networks (LPWAN) finns framme för IoT-applikationer (Internet of Things). Önskemålen är att de skall ha så låga kostnader som möjligt och fungera i 5-10 år utan batteribyte. I detta inlägg skall vi titta närmare på de fyra största, LoRaWAN och SigFox samt NB-IoT och LTE-M.

NB-IoT, LTE-M, SigFox eller LoRaWAN?

När det handlar om IoT så handlar det inte bara om att välja rätt sensornod, rätt router eller gateway. Det handlar först och främst om att bestämma om man skall använda ett publikt nät som tillhandahålls av en mobiloperatör eller av en operatör som fokuserar på LoRaWAN eller SigFox alternativt om man skall bygga sitt eget nät, då är LoRaWAN det alternativ som bjuds. I denna guide fokuserar vi på de allmänt tillgängliga teknikerna som erbjuds via mobiloperatörer men även på tekniker som LoRaWAN och SigFox. Man brukar kalla dessa för LPWAN, LowPower Wide Area Network, ett samlingsnamn för strömsnål teknik som används i nätverk av sensorer som täcker en större yta.

IoT täcker dag för dag ett bredare spektrum av applikationer. Vissa applikationer behöver en hög bandbredd eller kort responstid för exempelvis realtidsövervakning av en pågående process där data behöver samlas in och analyseras i i stort sett realtid. Det kan också handla om att spåra egendom där förflyttningar snabbt måste registreras och kommuniceras. Sedan finns det den raka motsatsen. En mätare som behöver skicka ett enstaka mätvärde om dagen. Ett samlingsvärde som kan komma in till mottagaren med en fördröjning utan att problem uppstår. IoT har en rad olika tekniker som skiljer i prestanda, men eftersom applikationernas behov är fragmenterat så är det en tillgång att det är på det sättet. När du väl identifierat vilken teknik som passar bäst för din applikation så gäller det att ta reda på vilka tekniker som finns utbyggda och om din operatör har stöd för den. För så här i Internet of Things gryning har inte alla operatörer stöd för alla tekniker överallt.

Öppet eller eget nät?

Både NB-IoT och LTE-M, och för den delen SigFox och LoRaWAN, är LPWAN-tekniker, men den två första använder mobiloperatörernas frekvensblock och LoRaWAN och SigFox-nät använder fria frekvenser beroende på vilket land man är i.

En annan fördel med de LTE-baserade teknikerna är att de är implementerade globalt. SigFox finns i runt 38 länder med en begränsad utbyggnad. För de stora teknikerna, framförallt LTE-M, behöver du inte tänka på att leta en operatör för varje marknad, du kan använda samma produkt och samma nät över hela världen. Produkten kommer att fungera direkt den driftsätts. Du når automatiskt en större volymmarknad och blir internationellt konkurrenskraftig, genom att kunna skala upp får du snabbare en högre intäkt och lägre enhetskostnad.

nb-iot vs lte-cat-m1

NB-IoT och LTE-M

Sitter du och funderar över er kommande IoT-strategi med uppkoppling via mobilnätet har du säkert hört talas om två termer: NB-IoT (narrowband IoT) och LTE-M. Båda dessa drivs aggressivt för att bli den de facto standard som används för IoT-produkter. Bägge dessa är 3GPP-standardiserade teknologier (båda standarderna inkluderades i Release 13) och alltså en del av många mobiloperatörers portföljer. Men även om de har samma gemensamma plattform är de komplementära till varandra de är avsedda för vitt skilda användningsområden och har egna styrkor och begränsningar. Standarderna är överlappande och fungerar bra i olika scenarier. Det handlar snarare om för den som vill satsa på en lösning att inte jämföra båda lösningarna mot varandra som likvärdiga, de har nackdelar och fördelar.

NB-IoT och LTE-M är optimerade för att sända med låg effekt, de är baserade på smalbandsteknik som kan hantera små mängder data och överföra dem dubbelriktat på ett effektivt, säkert och pålitligt sätt vilket ger både en acceptabel säkerhet och god batterilivslängd. Bägge dessa tekniker ansluter via befintliga 4G-nät och många operatörer har stöd för det in mindre eller större omfattning.

Både NB-IoT och LTE-M-enheter kan sova under längre tidsperioder, de har stöd både för utökad diskontinuerlig mottagning (eDRX) och ett strömsparläge (PSM). Dessa två faktorer minskar enhetens strömförbrukning och ger dessutom bättre räckvidd vilket ytterligare sparar ström.

LTE-M1 LTE-M2 NB-IoT1 NB-IoT2
3GPP release Release 13 Release 14 Release 13 Release 14
Frekvensband LTE-banden LTE-banden LTE-banden, LTE-Guard banden, fristående LTE-banden, LTE-Guard banden, fristående
Nedlänk modulation OFDMA, 16 QAM OFDMA, 16 QAM OFDMA OFDMA
Nedlänk datahastighet Upp till 1 Mbit/s Upp till 4 Mbit/s 26 kbit/s 127 kbit/s
Upplänk datahastighet Upp till 1 Mbit/s Upp till 4 Mbit/s 66 kbit/s 159 kbit/s
Upplänk modulation SC-FDMA, 16 QAM SC-FDMA, 16 QAM SC-FDMA SC-FDMA
Bandbredd 1,08 MHz 1,08 MHz 180 kHz 180 kHz
Duplexteknik Full duplex, halv duplex, FDD & TDD Full duplex, halv duplex, FDD & TDD halv duplex och FDD halv duplex och FDD
Latens 10-15 millisekunder 10-15 millisekunder 1,6 till 10 sekunder 1,6 till 10 sekunder
Länkbudget 160 dB 164 dB 164 dB 164 dB
Sändningseffekt 23 dBm, 20 dBm 23 dBm, 20 dBm 23 dBm 23 dBm, 20 dBm

NB-IoT

NB-IoTNB-IoT är designad för storskalig IoT. Massive IoT vanligen kallad. Karaktäristiken hos NB-IoT är att den skall vara optimerad för långsam dataöverföring, maximal batterilivslängd och ge bra täckning även inomhus. NB-IoT är optimerad för täckning och är idealisk för applikationer med mycket låg datahastighet som har utmanande radioförhållanden. NB-IoT använder en annan modulation (DSSS modulation). Därmed fungerar inte NB-IoT i samverkan med LTE och det betyder också att implementationskostnaderna är högre. NB-IoT har en strypt överföringshastighet, den klarar 200 kbit/s i nedlänk och 20 kbit/s i upplänk, beroende på om det är release 13 eller release 14.Latensen är hög, vi pratar om allt från 1,5 till 10 sekunder.

applikationer för nb-iot/narrow band iotNB-IoT togs fram med stationära lågeffektssensorer i åtanke. NB-IoT är idealisk för stationära sensorer som bara behöver skicka mindre datamängder och inte skicka data kontinuerligt. De passar väl på både avlägsna platser och områden med många enheter där störningsfri anslutning krävs. Den har en design som gör den perfekt för allt från mätare, sensorer, parkeringsplatser, tryckgivare och så vidare. Bra räckvidd, låg hastighet och uppdateringar sällan möjliggör batterilivslängd på 10 år eller mer. Den passar miljöer där uppdateringar inte är så frekventa och därför kan man se NB-IoT som en teknik som är intressant för smarta mätare, jordbruk, hemautomation eller intelligenta städer.

En av de tidigaste versionerna av NB-IoT-standarden, release 13, erbjuder inte stöd för roaming. Release 14, även känd som NB2, har stöd för strömsparläge och handover mellan basstationer. Release 14 har också utökat stöd för positionering via basstationernas infrastruktur. För dig som verkligen vill djupdyka i NB-IoT har vi en genomarbetad djupdykning i ämnet.

NB-IoT i fyra punkter:
För små datamängder
Lång batterilivslängd
Låg datahastighet
Bra täckning även vid svåra förhållanden

NB-IoT möjliggör användning inom områden som inte kunnat kopplas upp tidigare samtidigt som NB-IoT ger möjlighet till en högre uppdateringsfrekvens jämfört med exempelvis LoRaWAN. Eftersom tekniken är billig förhållandevis hittar du den i större volymer.

LTE-M

LTE-M var den första LTE-tekniken som är utformad speciellt för låg effekt och billiga IoT-applikationer. LTE-M finns i två versioner, M1 och M2 populärt kallad. Tekniken är optimerad för lägsta kostnad och bra förmåga att ta sig igenom hinder och byggnadsmaterial. Tekniken är en optimerad LTE-teknik som arbetar med 1,4 MHz-spektrum (reducerat från 20 MHz). Den har en rad olika egenskaper för att ge bästa möjliga batterilivslängd. Bland annat är dess uteffekt endast 0,1 W och hastigheten är strypt.

applikationer för lte cat-m1LTE-M har höga datahastigheter jämfört med NB-IoT. LTE-M har dessutom lägre latens, 10-15 ms, vilket gör LTE-M till en utmanare när man vill ha realtidsöverföring. Den är även lämpad för applikationer som behöver exaktare positionering och den stöder röstsamtal via Voice-over-LTE (VoLTE) vilket gör att de kan passa i exempelvis hemsjukvård eller liknande sensorer där man vill utbyta både data och tal.

LTE-M har också bättre stöd för mobilitet eftersom det hanterar hand-over mellan basstationer på samma sätt som LTE. Detta är viktigt när ett objekt rör sig mellan två punkter och passerar flera olika basstationers celler, en LTE-M enhet klarar en hand-over till en ny basstation utan att tappa uppkopplingen. En NB-IoT-enhet ansluter till en enstaka basstation och måste sedan återinitiera sin uppkoppling när den kommer in i en ny cell. Genom att LTE-M har en högre enhetskomplexitet blir också kostnaden högre än för NB-IoT.

Den verkliga fördelen med LTE-M över andra alternativ är att den är kompatibel med det befintliga LTE-nätverken. Det handlar i princip om en ny mjukvara i basstationen. Här kan man med andra ord säga att det sannolikt är en enkel match att hitta en operatör med både stöd för tekniken och god täckning.

LTE-M i fem punkter:
För medelstora datamängder
God batterilivslängd
Begränsad datahastighet
Bra yttäckning
Fungerar för mobilt bruk

LoRaWAN

LoRaWAN är en teknik som man antingen kan bygga på för att utveckla egna nät eller så utnyttjar man en LoRaWAN-operatör. Vi har ett längre inlägg om LoRA här.

applikationer för lorawanLoRaWAN gör det möjligt att överföra data långa sträckor med mycket låg strömförbrukning. LoRaWAN skall kunna klara cirka 10 års batterilivslängd och har en god räckvidd på åtminstone 10-15 km beroende på bebyggelse. LoRaWAN har ett öppet ekosystem och är därför bäst för privata nätverk med litet mer nischade eller geografiskt begränsade applikationer.

LoRaWAN har till skillnad från NB-IoT och LTE-M inget behov av operatör med ett betalt frekvensblock. LoRaWAN använder licensfria frekvenser som bland annat 868 MHz (Europa) och 915 MHz (Nordamerika). Fördelen med licensfria frekvenser är att de är gratis att använda, nackdelen att du inte kan garantera något QoS eller upptid då andra kan använda frekvensen samtidigt. Kunder som behöver garanterad tillgång kan kräva SLAs vilket gör att LoRaWAN inte är så intressant.

LoRaWAN i fem punkter:
För mindre datamängder
Lång batterilivslängd
Låg datahastighet
Bra täckning även inomhus
Lågt stöd för mobila tillämpningar

SigFox

SigFox är liksom LoRaWAN beroende av de fria frekvenserna 868/915 MHz med de för- och nackdelar detta ger. SigFox är en smalbandig (ultra-narrowband) teknik som delar in spektrum i mycket smala bitar för att sända och ta emot data. Detta gör att mottagaren kan använda en begränsad bit av spektrum och stänga ute effekten av brus. Varje meddelande är bara 12 bytes för att öka robustheten mot andra sändare på samma kanal.
Applikationer för sigfox
SigFox äger de flesta steg i uppkopplingen. Man äger allt från molntjänster, basstationernas teknik ända ned till nodernas mjukvara men SigFox har en öppen marknad för sina noder där SigFox ger bort sin teknik till producenter av kretsar så länge som tillverkaren slutit ett avtal med SigFox. SigFox bygger på en billig sensornod och en mer avancerad basstation/gateway.

SigFox styrka att nå fram är snarare från noden och in till basstationen än det omvända. Radion i noden kan inte göra så avancerad som basstationen, därför kan noderna sända längre än de själva kan höra.

SigFox nät drivs av en operatör som bygger täckning. Dessa är, liksom med LoRaWAN-operatörer, mindre aktörer som är specialiserade på LPWAN. SigFox nätet kan expanderas genom att sätta upp egna basstationer i samverkan med operatören men tekniken används inte för att bygga privata nät.

Ett varningens finger. SigFox gick i konkurs 2022, bolaget är på rätt väg. Vårt tips är att inte satsa på nya anläggningar med SigFox om du kan undvika det just nu.

SigFox i fem punkter:
För mindre datamängder
Lång batterilivslängd
Moderat datahastighet
Bra täckning även vid svåra förhållanden
Länken har olika prestanda i upplänk och nedlänk

NB-IoT, LTE-M, SigFox eller LoRaWAN?

Vilken teknik du slutligen väljer beror på ditt behov. Ta hjälp av vår översikt nedan. Fundera på om säkerhet eller dataöverföringshastighet är bäst för dig. Och sist men inte minst, diskutera gärna med oss, vi bollar gärna idéer med dig!

LTE-M NB-IoT LoRaWAN Sigfox
Räckvidd (ber) 10 km 15 km 15 km 10 km
Batterilivslängd (ber) 10 år 10 år 15 år 15 år
Hastighet upplänk 1 Mbit/s 20 kbit/s 100 kbit/s 25 kbit/s
Tvåvägskommunikation Begränsad nedlänk
QoS Mycket hög Hög Låg Låg
Säkerhet Mycket hög Hög Medel Låg
Kostnad för uppkoppling Hög Medel Låg Låg

Men 5G och IoT då?

Du behöver inte vänta på 5G för att satsa på IoT. Även om Internet of Things är en av de viktigaste komponenterna i 5G så behöver du inte vänta till 5G kommer, 4G erbjuder intressanta möjligheter.

Vad innebär 5G för IoT?

För oss är IoT ett brett begrepp. Vi definierar IoT som en samling disruptiva tekniker som möjliggör digitalisering. Genom IoT kan företag få datadrivna insikter som kan hjälpa dem fatta bättre beslut. Med IoT kan vi snabbare nå klimat och jämställdhetsmål. För att snabbare lyckas med en IoT-satsning så är det viktigt med kunskap. Vi har därför satt ihop en 100-sidors publikation om IoT. Du kan ladda ned den genom att ange mailadress och namn nedan, du får därefter ut ett mail med information om hur du laddar ned guiden.





* obligatoriska fält

Summering

Vad är LTE-M? LTE-M, LTE CAT-M1 och LTE CAT-M2 är LTE-tekniker som är kostnadsoptimerade och strömsnåla, de arbetar med ett begränsat spektrum. Uteffekten är endast 0,1 W och hastigheten är strypt till runt 1 Mbit/s.

Vad är NB-IoT? NB-IoT har extrem täckningskapacitet och låg datahastighet. NB-IoT har strypt överföringshastighet, den klarar 200 kbit/s i nedlänk och 20 kbit/s i upplänk. NB-IoT använder en annan modulation än LTE.

Vad är SigFox? SigFox använder de fria frekvenserna 868/915 MHz. Mottagaren kan använda en begränsad bit av spektrum och får kraftig brusreducering. Varje meddelande är bara 12 bytes. SigFox är en mycket smalbandig (ultra-narrowband) teknik som delar in spektrum i mycket smala delar för att sända och ta emot data.

Vad är LoRaWAN?
LoRaWAN använder de fria frekvenserna 868/915 MHz. Kan överföra data långa sträckor med mycket låg strömförbrukning. Klarar upp till 10 års batterilivslängd, god räckvidd på åtminstone 10-15 km. LoRaWAN har ett öppet ekosystem av tillverkare av produkter.

Induos logo
Induo AB
08-659 43 00

www.induo.com
[email protected]

Mer information:

Fyll i formuläret nedan med namn, e-post och kanske ett meddelande så hör vi av oss så snart vi kan, tack!

* Genom att skicka in formuläret samtycker du att vi lagrar dina uppgifter för att hjälpa dig med din förfrågan.

Läs mer om:

Leverantörer
Produkter

Socialt:

Följ oss i sociala medier:

linkedinfacebooktwitteryoutube

Vi förser mänskligheten med innovativa kommunikationslösningar oavsett avstånd.

Back To Top
Sök