NB-IoT dan Cat-M1 vs. Cat-1: Cara Memilih Standar LTE IoT yang Tepat

 

Ada berbagai standar LTE IoT yang dapat dipilih untuk bisnis yang berniat mengimplementasikan IoT secara global atau memerlukan jalur peningkatan dari penerapan jaringan seluler 2G dan 3G.

Pertama, dua standar LTE baru telah disebut-sebut sebagai teknologi yang akan mendorong penerapan IoT seluler generasi berikutnya. NB-IoT, singkatan dari Narrow Band Internet of Things, dan Cat-M1, yang juga dikenal sebagai LTE-M, dirancang untuk IoT. Kedua standar ini sudah mulai diterapkan oleh operator.

Lalu ada pilihan ketiga yang mungkin belum Anda ketahui, namun paling sesuai dengan organisasi IoT di seluruh dunia saat ini: standar LTE yang dikenal sebagai Kategori 1

Lanjutkan membaca untuk mempelajari dasar-dasar ketiga standar tersebut, kelebihan dan kekurangannya, serta kelebihan dan kekurangan Cat-1.

 

Apa itu NB-IoT?

NB-IoT adalah standar yang dibuat oleh Tugas Organisasi Era Ketiga (3GPP) sebagai fitur Pengiriman 13 dari standar LTE untuk pertukaran sel. Ini adalah teknologi untuk jaringan area luas berdaya rendah (LPWAN) yang menggunakan spektrum berlisensi dan ditujukan untuk perangkat IoT yang membutuhkan bandwidth rendah.

Itu tidak mahal, memiliki jangkauan yang lebih baik di dalam gedung, menggunakan lebih sedikit daya, dan memiliki masa pakai baterai lebih lama daripada standar seluler lainnya.

Dalam mode half-duplex, NB-IoT menawarkan kecepatan uplink 66 kbps dan kecepatan unduh 26 kbps, memungkinkan data mengalir hanya dalam satu arah pada satu waktu. Selain itu, ia memiliki latensi 1,6-10 detik.

Guard band dari jaringan LTE, yang berada di antara saluran di bagian spektrum yang belum dimanfaatkan, adalah tempat NB-IoT dapat diterapkan. Ini beroperasi dalam bandwidth yang sangat sempit 180 kHz.

Oleh karena itu, gadget IoT paling ideal untuk yang sederhana memerlukan transmisi data yang tidak teratur dan kecil di mana ketidakaktifan tidak membuat perbedaan apa pun.

Teknologi seluler ini cocok digunakan di dalam ruangan atau di bawah tanah karena penetrasi sinyalnya yang kuat dan dukungan jarak jauh. Namun, karena ketidakmampuannya menangani handoff menara seluler, NB-IoT hanya dapat digunakan untuk aplikasi IoT stasioner.

Pengukur gas, air, dan listrik pintar, aplikasi kota pintar seperti penerangan jalan pintar dan sensor parkir, dan aplikasi penginderaan jarak jauh lainnya yang tidak mengirimkan banyak data atau sering kali merupakan contoh aplikasi NB-IoT. Ini termasuk kontrol HVAC, monitor industri, dan sensor pertanian untuk mendeteksi kebocoran pada sistem irigasi.

 

Apa itu Cat-M1?

Cat-M1, yang juga dikenal sebagai LTE-M, adalah teknologi LPWAN berbiaya rendah yang dikembangkan oleh 3GPP sebagai bagian dari Rilis 13 standar LTE. Ini lebih cepat daripada NB-IoT, dengan kecepatan unggah dan unduh 1 Mbps dan latensi yang lebih rendah dari 10 hingga 15 milidetik.

Cat-M1 memiliki bandwidth yang cukup cepat untuk menggantikan banyak aplikasi IoT 2G dan 3G yang saat ini digunakan. Ini berbeda dari NB-IoT dalam beberapa hal lain: Cat-M1 kompatibel dengan aplikasi seluler seperti manajemen armada dan pelacakan aset karena mendukung penyerahan menara seluler. Ini juga mendukung fitur suara dalam aplikasi IoT seperti sistem alarm rumah dan perangkat peringatan medis di mana orang harus dapat berbicara.

Standar, yang menggunakan bandwidth 1,4 MHz, juga dapat mentransfer pembaruan keamanan, perangkat lunak, dan firmware ke perangkat IoT, termasuk sistem operasi Linux yang berfungsi penuh—sesuatu yang tidak dapat dilakukan oleh NB-IoT. Selain itu, karena Cat-M1 mendukung dupleks penuh dan setengah, bisnis dapat memilih setengah dupleks untuk mengurangi konsumsi daya dan memperpanjang masa pakai baterai.

Perangkat yang dapat dikenakan seperti gelang kebugaran dan jam tangan pintar, anjungan tunai mandiri (ATM), pelacakan aset, monitor kesehatan, dan alarm adalah aplikasi yang sangat baik untuk Cat-M1. Selain itu, ini kompatibel dengan monitor industri dan smart meter serta memiliki beberapa karakteristik yang sama dengan NB-IoT.

 

Apa itu Cat-1?

Cat-1 ditujukan untuk perangkat IoT yang membutuhkan bandwidth rendah atau sedang. Karena merupakan komponen dari Rilis 8 standar 3GPP, ini adalah teknologi yang lebih tua namun masih mutakhir.

Dengan latensi 50 hingga 100 milidetik dan kecepatan bandwidth 5Mbps untuk upload dan 10Mbps untuk download, Cat-1 banyak digunakan oleh operator di seluruh dunia. Ini menggunakan sekitar 20 MHz transmisi data dalam mode dupleks penuh dan mendukung handoff menara.

Hasilnya: Cat-1 mampu mengelola aplikasi berdaya rendah yang didukung NB-IoT dan Cat-M1, tetapi juga dapat mendukung kebutuhan bandwidth yang lebih tinggi karena kinerjanya yang unggul dan latensi yang jauh lebih rendah. Di sisi lain, dibandingkan dengan NB-IoT dan Cat-M1, Cat-1 menggunakan lebih banyak daya dan memiliki jangkauan sinyal yang sedikit lebih pendek.

Cat-1 adalah opsi migrasi yang bagus untuk aplikasi 2G dan 3G seperti pelacakan aset, pengukur cerdas, dan sensor jarak jauh lainnya. Ini juga mendukung aplikasi IoT suara dan seluler.

Perangkat yang dapat dikenakan, terminal tempat penjualan, ATM, kios ritel, pengawasan video, perawatan kesehatan yang terhubung, elektronik konsumen, dan beberapa data telematika kendaraan adalah aplikasi yang sangat baik. Ini juga mendukung perangkat Internet of Things canggih seperti digital signage dan drone otonom untuk pengiriman, serta aplikasi mobilitas bersama seperti menyewa sepeda dan skuter.

Namun, Cat-1 tidak cukup cepat untuk memenuhi kebutuhan kendaraan otonom masa depan. Standar Cat-4 LTE dapat menangani pengawasan video dan aplikasi video real-time lainnya dengan lebih baik, serta hotspot dalam mobil dan infotainment dalam mobil, untuk kebutuhan bandwidth yang lebih tinggi. Ini mencapai kecepatan unggah 50 Mbps dan kecepatan unduh 150 Mbps.

Komunikasi berkecepatan tinggi dan latensi rendah yang diperlukan untuk mendukung kendaraan otonom, operasi perawatan kesehatan jarak jauh, dan aplikasi bandwidth tinggi lainnya di masa depan disediakan oleh jaringan seluler 5G di masa depan.

 

Realitas dan Keterbatasan Saat Ini NB-IoT dan Cat-M1 (LTE-M)

Karena semakin banyak operator yang mengimplementasikan jaringan NB-IoT dan Cat-M1 di tahun-tahun mendatang, para peneliti mengantisipasi adopsi perangkat IoT yang stabil.

Menurut Ericsson Mobility Report yang dirilis pada November 2019, NB-IoT dan Cat-M1 sebenarnya diantisipasi untuk mencapai 52% dari semua koneksi IoT seluler pada akhir tahun 2025. Senada dengan itu, menurut studi terpisah oleh firma analis ABI Research, NB-IoT, dan Cat-M1 akan mencakup 60% dari 3,6 miliar koneksi LPWAN pada tahun 2026.

Namun, meskipun NB-IoT dan Feline M1 menawarkan banyak keuntungan, kedua inovasi tersebut saat ini memiliki beberapa kendala, yaitu masih ada kemajuan, dan inklusi masih dibatasi secara universal.

Kemungkinan untuk roaming dan jangkauan global. Cat-M1 dan NB-IoT adalah teknologi pelengkap, sehingga beberapa operator memilih untuk mendukung keduanya. Operator di Asia, Eropa, dan Amerika Utara telah mulai mengadopsi salah satunya. Menurut Laporan Mobilitas Ericsson, hampir 25% dari 114 penyedia layanan yang telah menggunakan NB-IoT atau Cat-M1 telah mengimplementasikan keduanya pada November 2019.

Namun, terlepas dari kemajuan operator dalam mengadopsi NB-IoT dan Cat-M1, teknologi ini belum digunakan secara luas di seluruh dunia. Itu, dengan demikian, membatasi kapasitas mengembara. Karena tingkat adopsi yang masih rendah, roaming antar operator pada jaringan Cat-M1 mungkin tidak dapat dilakukan untuk aplikasi IoT khusus perusahaan Anda saat ini.

Apakah dayanya sangat rendah? Faktanya, NB-IoT dan Cat-M1 menggunakan lebih sedikit daya daripada teknologi seluler sebelumnya seperti jaringan Cat-1, 2G, dan 3G. Standar baru ini juga menyertakan beberapa fitur hemat daya tambahan yang dapat membantu perangkat IoT menggunakan lebih sedikit daya dan bertahan lebih lama dengan sekali pengisian daya. Namun, karena operator mungkin tidak sepenuhnya mendukung fitur yang sangat dipuji ini, mereka mungkin tidak memenuhi janjinya.

Lebih khusus lagi, perangkat NB-IoT dan Feline M1 dapat beristirahat lebih lama melalui dua fitur: Extended Discontinuous Reception (eDRX) serta Power Saving Mode (PSM). PSM memungkinkan perangkat NB-IoT dan Cat-M1 IoT tidak aktif untuk waktu yang lama sebelum bangun pada waktu yang telah ditentukan untuk mengirim dan menerima data.

Perangkat IoT dapat meningkatkan siklus paging dari standar 1,28 detik menjadi 10,24 detik dengan eDRX. Perangkat IoT dapat tidur untuk jumlah hyper frame yang telah ditentukan sebelumnya atau kelipatannya 10,24 detik berkat teknologi eDRX. Hasilnya, perangkat NB-IoT dapat tidur hingga tiga jam dan perangkat Cat-M1 dapat tidur hingga empat puluh menit.

Namun, karena penggunaannya tidak hanya ditentukan oleh perangkat IoT, mungkin ada batasan jumlah daya yang dihemat oleh eDRX dan PSM. Bahkan, itu tergantung pada masing-masing operator tertentu dan apakah itu mendukung semua mode daya rendah yang tersedia. Perangkat IoT mungkin tidak sepenuhnya memanfaatkan eDRX dan PSM karena operator hanya dapat mengadopsi sebagian dari mode daya rendah.

 

Mengapa Cat-1 Merupakan Pilihan Terbaik Saat Ini

Cat-1 harus dipertimbangkan oleh bisnis yang perlu menerapkan IoT secara global saat ini karena dua alternatif baru, NB-IoT dan Cat-M1, belum siap untuk prime time di sebagian besar pasar.

Cat-1, di sisi lain, saat ini tersedia dan didukung secara luas oleh operator di seluruh dunia. Harganya hampir sama dengan modul Cat-M1 dan NB-IoT saat ini dan populer untuk penerapan IoT. Ini juga mendukung jarak yang lebih jauh dan menggunakan daya lebih sedikit daripada Cat-M1 dan NB-IoT, meskipun konsumsi dayanya lebih tinggi.

Penghematan daya itu penting. Tapi inilah salah satu cara untuk melihatnya: Teknologi 2G dan 3G tidak berdaya rendah. Perusahaan yang perlu meningkatkan penerapan IoT mereka akan menemukan bahwa Cat-1 lebih hemat energi daripada jaringan 2G dan 3G yang lebih lama karena jaringan 2G dan 3G dimatikan.

Cat-M1 dan NB-IoT, tidak diragukan lagi, adalah masa depan. Faktanya, 3GPP bermaksud menggabungkan Cat-M1 dan NB-IoT ke dalam standar 5G.

Namun, Cat-1 dan LTE secara keseluruhan tidak akan hilang dalam waktu dekat. Transporter masih dalam tahap awal membangun organisasi 5G, dan dengan demikian, organisasi LTE akan tetap menjadi norma yang diterima untuk waktu yang lama. Selain itu, jaringan LTE dan Cat-1 tidak akan dihapus untuk beberapa waktu setelah itu.

Pada dasarnya, organisasi yang perlu menghadirkan IoT ke seluruh dunia saat ini atau pembaruan dari organisasi 2G dan 3G hampir tidak dapat menunggu Feline M1 dan NB-IoT untuk memperluas secara universal dan dikembangkan sebagai sebuah inovasi. Cakupan paling luas dan komprehensif untuk kebutuhan IoT Anda saat ini disediakan oleh Cat-1, yang merupakan opsi yang layak dan kokoh untuk masa mendatang.