iot seluler

NB-IoT: Pengertian, Manfaat, dan Hambatannya

NB-IoT adalah opsi alternatif konektivitas IoT selain LTE. Setiap proyek IoT pasti memerlukan 2 kriteria konektivitas, yaitu:

1. Cakupan area luas
2. Hemat daya

Sebuah studi dari Transforma Insights menunjukkan bahwa 7,6 miliar perangkat IoT telah aktif pada akhir 2019. Angka tersebut diperkirakan naik menjadi 24,1 miliar perangkat pada 2030.

Statista juga menyajikan data pertumbuhan perangkat IoT dari 2015 sampai 2025 dalam format grafik di bawah ini:

Semua data di atas membuktikan bahwa IoT adalah sektor yang terus tumbuh. Pertumbuhan IoT per tahun pun terus mengalami percepatan dan diperkirakan akan terus meningkat ke depannya.

Sejalan dengan peningkatan popularitas IoT, kita membutuhkan lebih banyak pilihan konektivitas untuk kebutuhan proyek yang lebih spesifik. LTE memang kuat, tapi tidak semua jenis IoT cocok menggunakan LTE.

NB-IoT adalah salah satu opsi alternatif terbaik yang kita miliki. Ini merupakan jenis konektivitas yang memiliki beberapa keunggulan dibandingkan LTE.

Sebagai bagian dari lanskap LPWAN, NB-IoT menjanjikan banyak potensi baru yang tentunya sayang bila dilewatkan. Meskipun begitu, pengembangannya juga menemui banyak hambatan, terutama akibat dominasi LTE yang tidak banyak menyisakan ruang untuk NB-IoT.

Di artikel sebelumnya, kita sudah membahas tentang IoT seluler. Sekarang kita akan fokus membedah materi NB-IoT meliputi pengertian, manfaat, dan hambatannya dibandingkan solusi konektivitas lain.

Apa itu Narrowband IoT (NB-IoT)?

NB-IoT adalah bagian dari teknologi LPWAN. Nama lainnya ialah LTE-M2. Tetapi meskipun menyandang nama LTE, NB-IoT tidak beroperasi di konstruksi LTE berlisensi.

NB-IoT dapat bekerja melalui 3 cara berikut ini:

1. Independen
2. Di pita 200-kHz tak terpakai yang dulu digunakan untuk GSM
3. Pada BTS LTE yang mengalokasikan blok sumber daya ke operasi NB-IoT atau di pita pengamannya

Raksasa telekomunikasi seperti Huawei, Ericsson, Qualcomm, dan Vodafone telah bersama-sama menyusun standar ini bersama dengan 3GPP. Para pemain besar ini menaruh kepercayaan pada NB-IoT karena memiliki banyak nilai plus.

Di Indonesia sendiri, proyek IoT dengan NB-IoT juga makin gencar dijalankan oleh beberapa operator, antara lain Telkomsel dan  XL Axiata. Ini adalah indikasi bahwa pasar IoT nasional akan semakin subur dengan semakin luas dan mudahnya akses ke jaringan IoT.

Ketertarikan vendor besar terhadap NB-IoT bukanlah tanpa alasan. NB-IoT memiliki banyak keunggulan yang akan kita bahas lengkap di bawah ini.

Manfaat NB-IoT untuk Bisnis

NB-IoT adalah salah satu pilihan konektivitas terbaik untuk IoT. Setidaknya, ada 5 manfaat yang pasti Anda dapatkan dari NB-IoT.

1. Hemat Daya

Salah satu kriteria utama IoT adalah efisiensi daya. Sebuah perangkat IoT harus mampu bertahan selama mungkin di lapangan. Terutama di lokasi yang mempersulit mobilitas seperti sumur minyak bawah laut atau area tambang sedalam ratusan meter.

Lagi pula, siapa yang mau mengganti baterai 20 juta perangkat setiap 6 bulan sekali?

Meskipun perangkat IoT didesain untuk menghemat baterai saat tidak digunakan, konsumsi energi terus berjalan saat modem menangani pemrosesan sinyal. Dibandingkan teknologi LTE, NB-IoT adalah solusi yang lebih unggul dalam hal efisiensi daya.

2. Hemat BIaya

Masih berkaitan dengan poin pertama. Karena NB-IoT mampu menghemat daya dengan lebih baik, biaya untuk perawatan perangkat IoT pun dapat dikurangi. Secara akumulatif, hal ini akan mempengaruhi biaya total proyek Anda.

Salah satu contoh teknisnya adalah frontend dan digitizer NB-IoT 200 kHz yang mengurangi kompleksitas konversi analog ke digital (A/D) dan digital ke analog (D/A), buffering, dan estimasi channel.

Selain itu, chip NB-IoT juga lebih sederhana sekaligus lebih murah. Semua itu bermuara pada penurunan biaya, terutama dalam kalkulasi jangka panjang yang kerap terbebani pos perawatan. Tak heran jika banyak pihak berpendapat bahwa NB-IoT adalah solusi paling hemat di antara yang lainnya.

3. Keandalan

Efisiensi bukanlah satu-satunya faktor penentu kualitas konektivitas IoT. Selain efisien, konektivitas IoT juga harus cukup handal untuk menangani transmit data dengan akurasi tinggi. Di sektor vital seperti smart hospital, mis-akurasi data akibat kegagalan koneksi bisa berakibat sangat fatal.

NB-IoT adalah solusi konektivitas yang tidak kalah ampuh dari LTE. Meluncurkan NB-IoT pada spektrum berlisensi berarti peningkatan keandalan bagi pengguna. Alokasi sumber daya juga lebih terjamin yang diperlukan untuk Quality of Service (QoS) terkelola.

Manfaat dari semua itu adalah kualitas koneksi yang lebih baik dengan konsumsi daya minimal. Akurasi data pun lebih terjamin dengan resiko keterlambatan dan kegagalan transmit yang lebih rendah.

4. Penyebaran Lebih Luas

Dibandingkan dengan LTE-M1, NB-IoT memiliki bitrate yang lebih rendah dan budget link yang lebih baik. Emmanuel Coehlo Alves dari Huawei menyampaikan pendapat sebagai berikut:

“NB-IoT tidak memerlukan gateway untuk menyediakan konektivitas. Alih-alih membuat alat baru untuk operasi dan pengelolaan, NB-IoT dapat langsung menghubungkan sensor ke pusat kontrol. Ini akan meningkatkan fleksibilitas sekaligus menurunkan biaya.”

Tidak hanya Emmanuel, banyak pakar industri teknologi yang juga menaruh harapan besar pada NB-IoT. Didasari oleh fakta bahwa NB-IoT adalah solusi yang lebih cocok untuk IoT dibandingkan jenis LPWAN yang lain. 

5. Jangkauan Global

Amerika merupakan salah satu negara pengguna LTE terbesar di dunia. Para pemain sentral di Amerika telah menginvestasikan miliaran dolar di teknologi LTE. Mungkin hal inilah yang menyebabkan dominasi LTE di negara Paman Sam, menyisakan ruang yang sangat sempit untuk NB-IoT.

Walaupun begitu, di luar Amerika, masih banyak wilayah yang belum sepenuhnya didominasi LTE. Penyebaran GSM yang luas memiliki potensi pita tak terpakai yang dapat digunakan untuk NB-IoT. Bagi investor, NB-IoT adalah jalan menuju entry point yang terjangkau di pasar baru secara global.

Aplikasi NB-IoT

NB-IoT adalah konektivitas yang cocok digunakan untuk berbagai jenis aplikasi, di antaranya:

1. Meteran pintar (listrik, gas, dan air)
2. Layanan manajemen fasilitas
3. Alarm penyusup dan kebakaran untuk rumah & properti komersial
4. Peralatan pribadi yang terhubung mengukur parameter kesehatan
5. Pelacakan orang, hewan atau benda
6. Infrastruktur smart city seperti lampu jalan atau tempat sampah
7. Peralatan industri yang terhubung seperti mesin las atau kompresor udara

Di sisi lain, ada banyak jenis aplikasi yang lebih cocok menggunakan LTE. Memilih NB-IoT atau LTE untuk proyek IoT tidak semestinya hanya mempertimbangkan plus-minus, tapi juga kecocokan spesifikasi dengan kebutuhan proyek.

Hambatan NB-IoT

Salah satu hambatan terbesar NB-IoT adalah semakin populernya teknologi LTE. Dengan ruang GSM yang semakin sempit, tidak ada jalan lain selain menempatkan NB-IoT di luar pita utama (sideband). Hal ini dapat berakibat pada peningkatan biaya untuk pengembangan software.

Terbatasnya spektrum GSM juga berakibat pada semakin rumitnya frontend modem dan antena. Belum lagi kemungkinan bahwa para raksasa internet Service Provider (ISP) akan menaikkan biaya lisensi.

Bagaimana pun juga, banyaknya spektrum GSM 200 kHz yang tidak terpakai menerbitkan optimisme baru bagi banyak kalangan. Kita berharap bahwa spektrum kosong ini dapat dimanfaatkan untuk membangun jaringan LPWAN terbaik yang pernah ada: NB-IoT.

NB-IoT adalah salah satu solusi terbaik bagi konektivitas IoT, dan kemunculan 5G menggambarkan masa depan yang lebih cerah bagi IoT seluler.

IoT Seluler: Dari Cat-0 Ke 5G

5G telah membawa angin segar dalam dunia telekomunikasi. Berbagai potensi baru kini dapat diwujudkan dengan dukungan jaringan 5G, sesuatu yang tidak bisa kita lakukan dengan 4G dan pendahulunya.

Qualcomm bahkan memprediksi bahwa 5G akan menjadi lebih besar dari listrik dengan berbagai barang dan jasa baru senilai 12 triliun USD.

Di Indonesia sendiri, sudah ada 9 daerah yang mendapat dukungan jaringan 5G, yaitu:

1. Jabodetabek
2. Bandung
3. Batam
4. Balikpapan
5. Makassar
6. Surakarta
7. Surabaya
8. Denpasar
9. Medan

Untuk saat ini, 5G memang baru merambah perangkat mobile (smartphone, tablet, dll). Namun pemanfaatan 5G untuk IoT sudah terlihat tepat di depan mata.

Pada LII Superbowl 2018 di Minneapolis misalnya, Verizon menggunakan 5G untuk mendemonstrasikan streaming video 4K ke headset VR di NYC.

Samsung dan Korean Telecom (KT) membuat penonton Olimpiade terkesima dengan streaming data mobil self-driving dan tampilan kamera 360 derajat melalui server edge berkemampuan 5G.

Dua event tersebut hanyalah sebagian kecil dari sekian banyaknya antisipasi masuknya 5G ke IoT. Berbagai publikasi pun membahas seputar peluang 5G dan perbandingannya dengan jenis jaringan seluler di masa lampau.

Bicara soal perbandingan, Anda mungkin pernah menemukan informasi tentang jaringan seluler dalam format A vs B. Contohnya seperti tabel di bawah ini:

Tabel di atas merupakan komparasi antara 4 jenis jaringan seluler IoT. Di kolom paling kiri, Anda bisa melihat berbagai istilah teknis yang mungkin masih asing di benak Anda (dan banyak orang, tentunya).

Anda bisa dengan mudah menemukan ratusan artikel atau gambar yang berusaha menjelaskan IoT, tetapi gagal karena ‘terlalu teknis’. Padahal IoT merupakan topik umum yang perlu lebih aktif diperkenalkan dengan gaya penyampaian yang mudah dipahami.

Berangkat dari kesadaran tersebut, di artikel ini kami akan menjelaskan berbagai jenis jaringan seluler IoT dengan istilah teknis seminimal mungkin.

Cikal Bakal IoT Seluler

Seiring dengan semakin luasnya penggunaan IoT, opsi jaringan low-power wide-area network (LP-WAN) pun tumbuh. Untuk lebih mengenal topik ini, kami sarankan untuk membaca beberapa artikel berikut:

1. Apa itu LPWAN dan LoRaWAN Open Standard?
2. NB-IoT VS LoRaWAN, Mana yang Terbaik untuk IoT Industri?

Sementara jaringan 4G dan LTE mengonsumsi terlalu banyak daya, IoT memerlukan model jaringan lain yang lebih murah, awet, dan hemat baterai. Hal ini dikarenakan IoT hanya perlu mengirimkan data berukuran kecil dalam interval tertentu. Contohnya seperti IoT pendeteksi ketinggian air, konsumsi gas, atau penggunaan listrik.

Sedangkan 4G dan LTE didesain untuk melakukan transmit data berukuran besar setiap saat.

Dari sinilah muncul berbagai jenis jaringan yang lebih spesifik ke IoT, di antaranya:

1. SigFox
2. LoRa
3. Weightless

Ketiga jenis tersebut dan jenis-jenis jaringan seluler lainnya berupaya untuk menjadi solusi hemat daya dan jangkauan  panjang untuk perangkat IoT.

Cat-1

Cat-1 unggul dari segi persediaan. Sebagai satu-satunya opsi IoT seluler yang tersedia penuh, Cat-1 juga menjadi inisiator penghubung IoT dengan jaringan LTE.

Jika dibandingkan dengan 3G, performa Cat-1 memang lebih rendah. Namun Cat-1 sangat tepat digunakan untuk jenis IoT yang menggunakan antar muka browser atau suara.

Selain ketersediaan yang luas, Cat-1 juga sudah menerapkan standarisasi sehingga cocok untuk sektor industri. Transisi yang mudah juga menjadi alasan lain mengapa banyak sektor bisnis vital yang mengandalkan Cat-1 sebagai jaringan IoT mereka.

Para pakar memprediksi bahwa IoT 3G dan 4G akan tenggelam dan digantikan oleh Cat-1 dan Cat-M1.

Cat-0

Jaringan IoT LTE memerlukan 4 kriteria, yaitu:

1. Baterai tahan lama
2. BIaya rendah
3. Mendukung banyak perangkat
4. Cakupan luas (misalnya mampu menembus dinding)
5. Spektrum panjang/luas

Cat-0 menjadi solusi yang lebih murah untuk IoT yang tidak memerlukan transfer data besar seperti yang dimiliki Cat-1.

Jika Cat-1 menggantikan 3G, maka Cat-0 adalah fondasi bagi Cat-M untuk menggantikan 2G.

Cat-M1/Cat-M/LTE-M

Cat-M banyak dikenal sebagai chip LTE generasi kedua untuk IoT. Setelah Cat-0 menyediakan pondasi dari segi daya dan biaya, Cat-M menyempurnakannya dengan membatasi bandwidth di 1,4 MHz (bandingkan dengan Cat-0 di 20 MHz).

Namun keunggulan terbesar Cat-M bukanlah terletak pada bandwidth, melainkan pada kompatibilitasnya dengan jaringan LTE yang ada saat ini. Hal ini membuat banyak operator jaringan bernapas lega karena tidak perlu membangun antena baru.

NB-IoT/Cat-M2

NB-IoT yang sering juga disebut sebagai Cat-M2 sebenarnya memiliki tujuan yang sama dengan Cat-M. Bedanya, jika Cat-M menggunakan LTE, NB-IoT menggunakan modulasi DSSS.

Ini merupakan kendala tersendiri bagi operator jaringan. Karena Cat-M2 tidak dapat beroperasi di pita LTE, maka operator harus menyediakan banyak modal guna membangun antena baru.

Bagaimanapun juga, NB-IoT sebenarnya menyimpan potensi efisiensi tersendiri. Infrastruktur lain biasanya memerlukan gateway sebagai penghubung antara sensor dengan server. Sedangkan NB-IoT tidak menggunakan gateway, melainkan langsung mengirimkan data dari sensor ke server, tanpa penghubung.

Alasan itulah yang membuat berbagai vendor besar seperti Huawei, Ericsson, Qualcomm, dan Vodafone aktif berinvestasi di aplikasi NB-IoT komersial.

EC-GSM

EC-GSM adalah jaringan GSM yang dioptimalkan untuk IoT, EC sendiri merupakan singkatan dari Extended Coverage (cakupan yang diperluas).

Perlu Anda ketahui bahwa 80 persen smartphone di dunia menggunakan protokol wireless GSM. Dengan akses yang begitu luas, EC-GSM adalah solusi yang sangat praktis untuk IoT. Apalagi software sederhana memungkinkan konektivitas EC-GSM dalam jaringan 2G, 3G, dan 4G.

Bahkan EC-GSM juga memiliki aplikasi khusus di negara-negara non-barat seperti Malaysia, Afrika, dan Timur Tengah dimana 2G masih populer.

Kabarnya, Ericsson, Intel, dan Orange telah menyelesaikan uji coba EC-GSM. Sayangnya, EC-GSM tidak mendapatkan buzz sebanyak Cat-M dan NB-IoT.

5G Seluler IoT

Sebagai inovasi terbaru di sektor jaringan telekomunikasi, 5G belum ditetapkan secara resmi. Sebagai aliansi yang menaunginya, Next Generation Mobile Networks Alliance (NGMN) masih mengupayakan spesifikasi 5G untuk menjadi 40 kali lebih cepat dari 4G dan mendukung 1 juta koneksi per kilometer persegi.

Dari penampilan Samsung dan Verizon, kita dapat melihat berbagai hal menarik yang sudah berhasil dilakukan dengan 5G, di antaranya:

1. Streaming ultra-HD (4K)
2. Konektivitas mobil self-driving
3. Aplikasi AR/VR

Saat ini, kita masih menunggu penyempurnaan dan standarisasi 5G untuk melihat lebih banyak hal menakjubkan, tidak lama lagi.

Bagaimana Memilih Jaringan yang Tepat untuk IoT?

Hal pertama yang perlu Anda ketahui adalah bahwa tidak ada satu opsi jaringan pun yang sempurna. Setiap opsi memiliki spesifikasi berbeda yang cocok untuk jenis IoT tertentu.

Contohnya:

1. Pengawasan real-time memerlukan bandwidth tinggi
2. Tracking aset memerlukan cakupan luas
3. Meteran pintar hanya perlu mengirimkan data kecil 2 kali sehari

Untuk memilih jaringan yang tepat, hal terpenting yang perlu Anda lakukan adalah menentukan cara kerja dan kebutuhan aplikasi IoT Anda. Setelah memahami apa yang Anda butuhkan, barulah Anda dapat memilih opsi konektivitas terbaik guna mendukung kinerja IoT yang hendak Anda bangun.