NB-IoT VS LoRaWAN: Mana yang Terbaik untuk IoT Industri?
IoT industri adalah inovasi teknologi yang implikasinya tidak hanya terbatas pada bidang industri. Lebih jauh, inovasi ini akan membawa dampak positif di semua sektor, sejalan dengan revolusi industri 4.0.
Bicara soal penerapan IoT di kegiatan industri, ada satu aspek yang cukup dilematis. Para pelaku industri dan pakar IoT kerap berselisih pendapat dalam memilih standar jaringan antara NB-IoT dan LoRaWAN.
Keduanya berusaha untuk mencapai tujuan yang sama: jaringan yang stabil, aman, dan hemat daya. Meskipun demikian, terdapat perbedaan spesifikasi antara NB-IoT dan LoRaWAN. Perbandingan itulah yang akan kita bahas di artikel ini.
Mengenal NB-IoT dan LoRaWAN
Sebelum mulai membandingkan antara NB-IoT dan LoRaWAN, pertama-tama Anda perlu memahami definisi dan sejarah kedua standar tersebut.
Narrowband Internet of Things (NB-IoT) adalah salah satu solusi jaringan seluler di bawah standar Low Power Wide Area Network (LPWAN). NB-IoT adalah produk 3GPP, organisasi yang mengembangkan protokol untuk telekomunikasi mobile.
Sedangkan LoRaWAN merupakan protokol dari LoRa Alliance. Walaupun sama-sama berada di bawah standar LPWAN, LoRaWAN memiliki detail spesifikasi yang agak berbeda dari NB-IoT.
Pada praktiknya, NB-IoT dan LoRaWAN bersaing untuk menjadi protokol terbaik di dunia, termasuk dalam IoT industri. Namun penerapan protokol IoT menghadapi tantangan tersendiri.
Tidak ada protokol all-in-one yang ideal untuk semua jenis IoT. Ada jenis IoT yang cocok menggunakan NB-IoT, ada juga yang lebih efektif memakai LoRaWAN.
Untuk bidang industri sendiri, memilih protokol jaringan perlu memperhatikan banyak aspek. Apalagi bidang industri memiliki banyak sub-bidang dengan kebutuhan IoT yang berbeda-beda.
Setidaknya, ada beberapa hal yang menjadi pertimbangan wajib dalam memilih protokol jaringan IoT untuk semua industri.
Protokol Terbaik untuk IoT Industri: NB-IoT atau LoRaWAN?
Memilih protokol jaringan untuk untuk IoT industri memerlukan analisis rinci. Ada banyak aspek di lapangan yang hanya bisa diukur melalui riset, studi, dan penelitian. Namun sebelum masuk ke pengamatan detail, ada 3 faktor utama yang harus Anda pertimbangkan dalam memilih protokol IoT untuk industri.
1. Jangkauan
Dari segi jangkauan, LoRaWAN lebih unggul dari NB-IoT dengan jarak transmisi sekitar 15-20 KM. Bandwidth LoRaWAN berada di kisaran 0,3 KBps sampai 50 KBps.
Selain itu, LoRaWAN juga dapat beroperasi di frekuensi tanpa lisensi. Artinya Anda dapat menggunakan LoRaWAN dengan jenis jaringan apapun, di lokasi manapun. Spesifikasi ideal untuk kebutuhan operasional IoT industri di lokasi remote seperti pertambangan, pengeboran minyak, dan konstruksi.
Sedangkan NB-IoT hanya mampu beroperasi di spektrum resmi. Artinya, NB-IoT hanya memungkinkan transmisi melalui jaringan mobile. Jika lokasi industri berada jauh dari jangkauan sinyal seluler, NB-IoT tentu bukan solusi yang tepat.
Padahal lokasi industri, khususnya di bidang pertambangan, biasanya berada jauh dari titik urban. IoT migas misalnya, memerlukan jaringan yang dapat beroperasi di area pegunungan, perbukitan, bahkan laut lepas.
Dengan spesifikasi tersebut, NB-IoT lebih cocok untuk aplikasi indoor seperti smart home, smart office, dan smart hospital. Sedangkan untuk kebutuhan industri, jangkauan jaringan NB-IoT agaknya masih kurang memadai.
2. Konsumsi Daya
Sebenarnya, NB-IoT dan LoRaWAN sama-sama mengupayakan konsumsi daya rendah. Keduanya menganut standar LPWAN yang salah satu fokusnya adalah penghematan daya baterai.
Mereka melakukannya dengan mengaktifkan mode tidur (sleep mode) saat perangkat sedang tidak beroperasi. Hal ini sejalan dengan target utama LPWAN, yaitu perangkat IoT yang hanya mengirimkan data dalam interval tertentu atau saat ‘dibangunkan’ oleh sensor.
Sejak awal, LPWAN memang tidak menargetkan IoT real-time. Perangkat yang bekerja secara real-time tidak memungkinkan untuk menggunakan protokol LPWAN karena konsumsi daya sudah pasti lebih besar.
Selain itu, IoT real-time juga memerlukan kualitas jaringan yang cukup tinggi. Sedangkan LPWAN justru berfokus pada bandwidth rendah dan transmisi data berukuran kecil.
Walaupun sama-sama menerapkan standar LPWAN, LoRaWAN lebih unggul dalam hal konsumsi daya daripada NB-IoT. Baterai LoRaWAN mampu bertahan lebih dari 15 tahun. Bandingkan dengan baterai NB-IoT yang masa pakainya hanya 10+ tahun.
Efisiensi baterai merupakan pertimbangan penting dalam memilih protokol untuk IoT industri. Pertama, baterai yang lebih hemat akan mengurangi kebutuhan perawatan perangkat IoT.
Perlu Anda ketahui, maintenance di sektor industri memerlukan biaya yang tidak sedikit, baik untuk operasinya maupun potensi keuntungan yang berkurang selama maintenance.
Kedua, baterai yang lebih hemat juga akan mengurangi ongkos operasional jangka panjang. Budget untuk penggantian baterai rutin, upah pekerja, waktu yang tersita, dan efeknya pada produksi cukup mempengaruhi kinerja industri.
Dengan efisiensi baterai yang optimal, semua cost di atas bisa berkurang. Apalagi dengan selisih masa pakai yang mencapai 50%, LoRaWAN tentu lebih efektif untuk memenuhi kebutuhan industri daripada NB-IoT.
3.Keamanan
LoRaWAN memang unggul dari segi jangkauan dan baterai. Tapi dari segi keamanan, NB-IoT berhasil melampaui pesaingnya. Ada dua alasan mengapa NB-IoT lebih aman dari LoRaWAN.
Pertama, NB-IoT menggunakan enkripsi 3GPP 256-bit, sedangkan LoRaWAN masih memakai enkripsi AES 128-bit. Standar enkripsi NB-IoT lebih sulit untuk dipecahkan, sehingga data Anda lebih aman dari risiko cyber attack.
Kedua, NB-IoT beroperasi di frekuensi resmi, sedangkan LoRaWAN tidak. Pengawasan dan keamanan NB-IoT melibatkan banyak pihak dan otoritas. Sedangkan jika Anda menggunakan LoRaWAN untuk IoT industri, Anda sendiri yang harus ekstra waspada dalam mengawasi keamanan IoT Anda.
Provider NB-IoT pun sudah pasti berlisensi dan berada dalam pengawasan regulasi. Operator seluler wajib mematuhi standar keamanan jaringan global. Dengan menggunakan NB-IoT, secara otomatis Anda juga akan mendapatkan manfaat dari standar keamanan tersebut.
Sedangkan LoRaWAN masih menerapkan sistem keamanan minimum yang lebih berisiko. Jika Anda menginginkan keamanan ekstra, Anda juga harus mengerahkan upaya dan sumber daya ekstra.
Itu pun belum dapat menjamin bahwa Anda akan mendapatkan keamanan setara NB-IoT. Kesimpulannya, NB-IoT lebih aman untuk industri daripada LoRaWAN.
Kesimpulan: NB-IoT VS LoRaWAN bagi IoT Industri
Kesimpulan utama yang bisa kita ambil dari komparasi di atas: tidak ada yang lebih baik antara NB-IoT dan LoRaWAN, semuanya tergantung pada kasus dan kebutuhan.
NB-IoT adalah solusi ideal untuk industri yang masih berada dalam jangkauan sinyal seluler. Dengan kualitas jaringan yang lebih cepat dan stabil, NB-IoT mampu melayani kebutuhan operasional industri yang menuntut kecepatan dan akurasi tinggi.
Selain itu, NB-IoT juga solusi tepat untuk industri yang memerlukan keamanan tingkat tinggi. Standar enkripsi NB-IoT lebih canggih daripada LoRaWAN, sehingga mampu menjamin keamanan data selama proses transmisi. NB-IoT juga beroperasi di frekuensi resmi yang turut meningkatkan keamanan protokol.
Namun untuk industri yang berlokasi jauh dari sinyal seluler, LoRaWAN adalah protokol terbaik untuk dipilih. LoRaWAN bisa beroperasi di frekuensi non-lisensi, sehingga tidak bergantung pada sinyal seluler.
Selain itu, masa pakai baterai LoRaWAN juga lebih panjang dari NB-IoT. Hal ini berimbas pada efisiensi jangka panjang lewat biaya perawatan yang lebih rendah.
Jadi, tidak ada yang lebih baik antara NB-IoT dan LoRaWAN. Keduanya memiliki spesifikasi yang ideal untuk kebutuhan industri tertentu. Apapun pilihan Anda, NB-IoT dan LoRaWAN adalah opsi protokol terbaik untuk memulai revolusi di bidang IoT industri.
Apa itu LPWAN dan LoRaWAN Open Standard?
Kalau ada yang bilang, “LPWAN adalah tulang punggung IoT”, maka anggapan itu tidak sepenuhnya salah. Sebagai bagian dari LPWAN, LoRaWAN memang menjadi andalan banyak provider IoT.
Pada beberapa sektor seperti agrikultur dan pergudangan, perangkat IoT perlu mengirimkan paket data berukuran kecil secara periodik. Tidak jarang perangkat dan pusat data terpaut jarak yang cukup jauh. Pada kasus seperti inilah Anda membutuhkan LPWAN.
Bagi para IoT-enthusiast, LPWAN dan LoRaWAN selalu menjadi perbincangan hangat. Terlebih lagi dengan kabar munculnya teknologi 5G yang digadang-gadang akan menggantikan LPWAN.
Lalu sebenarnya, apa itu LPWAN dan LoRaWAN? Kenapa keduanya begitu penting bagi perkembangan IoT? Topik inilah yang akan kita bahas di artikel ini.
LPWAN adalah …
Pada beberapa skenario, IoT perlu mengirimkan data berukuran kecil dalam jarak yang cukup jauh. Perangkat IoT pun memerlukan baterai yang bisa bertahan sampai beberapa tahun. Contohnya seperti IoT yang bekerja dari bawah tanah atau di lokasi perkebunan yang jauh dari pusat jaringan.
Dulu, satu-satunya solusi untuk skenario ini adalah menggunakan jaringan seluler. Lalu semua berubah saat LPWAN menyerang …
LPWAN adalah teknologi jaringan yang memungkinkan perangkat IoT untuk mengirimkan data jarak jauh dengan penggunaan daya baterai yang efisien. Dengan LPWAN, tantangan fisika untuk komunikasi jarak jauh antar-perangkat tanpa menguras baterai pun terjawab.
Sejarah LPWAN
Saat jaringan seluler masih mendominasi IoT, terdapat 2 masalah yang cukup pelik:
- Baterai lebih cepat habis
- Harga lisensi terbilang mahal
Guna mengatasi 2 masalah tersebut, pada tahun 2000 Sigfox memperkenalkan LPWAN.
Di Prancis, sebuah startup bernama Cycleo mengembangkan RF semiconductor IP berdaya rendah. Semtech kemudian mengakuisisinya pada tahun 2012.
Semtech sekarang mengendalikan beberapa core IP di bawah protokol LoRa. Hal ini menjadikan Semtech sebagai alternatif protokol non-seluler terpopuler untuk IoT.
Gencarnya inovasi Sigfox dan Semtech membuat 3GPP (standar seluler global) dan para pemain industri seluler cemas. Hal ini karena LPWAN adalah ancaman yang perlahan-lahan menggeser posisi seluler sebagai andalan jaringan IoT.
3GPP pun melakukan standarisasi dan mempopulerkan LTE-Cat M1 dan NB-IoT sebagai LPWAN versi seluler. Tujuannya untuk mempertahankan dominasi seluler agar tidak tergusur oleh LPWAN.
Belakangan ini, desas-desus teknologi 5G mulai menggeliat. 5G menawarkan kecepatan transfer data yang tinggi dengan latensi dan daya rendah. Banyak pihak meyakini bahwa 5G akan mengungguli LPWAN dan menjadi solusi IoT masa depan.
3GPP juga mempertimbangkan untuk mengizinkan 5G beroperasi di frekuensi non-lisensi, yaitu 3,5 GHz, 5 GHz, dan 60 GHz.
Saat ini, 3GPP tengah mematangkan standar 5G. Sementara itu, Verizon dan AT&T memulai langkah untuk menjadi perusahaan pengendali 5G pertama di dunia.
LPWAN Sebagai Solusi
Anda mungkin berpikir, bagaimana LPWAN bekerja dengan IoT? Apa yang hebat dari LPWAN hingga menjadi andalan para provider?
Pertama, sudah jelas bahwa LPWAN mampu mengirimkan data dalam jarak yang lebih jauh. Bahkan jargon utama LPWAN adalah jangkauan jauh berdaya rendah. Walaupun seluler juga bisa melakukan hal yang sama, LPWAN punya satu keunggulan lain.
Kedua, perangkat IoT yang menggunakan LPWAN hanya mengirimkan data dalam interval tertentu, misalnya 30 menit sekali. Ada juga perangkat yang melakukan koneksi dengan interval lebih panjang, sehari sekali misalnya.
Selain berbasis interval, perangkat IoT juga bisa mengirimkan data saat ‘terbangun’. Contoh mekanismenya bisa kita pelajari dari IoT deteksi banjir. Mekanismenya seperti ini:
Perangkat memiliki sensor khusus untuk membaca volume, debit, dan arus air. Programmer merancang perangkat tersebut untuk mengirimkan sinyal apabila sensor mendeteksi potensi banjir.
Jadi, selama kondisi sungai masih kondusif, perangkat tidak akan mengirimkan data ke pusat kendali. Mekanisme ini sangat efisien karena perangkat tidak perlu mengirimkan data jika tidak benar-benar diperlukan. Dengan begitu, daya baterai pun bisa bertahan lebih lama.
Anda bisa melihat perbandingan kinerja antara berbagai jenis protokol jaringan IoT pada tabel di bawah ini.
Keunggulan LPWAN
LPWAN adalah protokol yang memiliki 3 keunggulan utama, yaitu:
- Harga lebih murah
- Masa pakai baterai lebih panjang
- Jangkauan lebih jauh
Dengan semua keunggulan di atas, LPWAN menjadi andalan banyak perangkat IoT, beberapa di antaranya yaitu:
- Meteran pembuangan sampah
- Meteran parkir pintar
- Sensor kualitas air
Karena sangat simple, LPWAN mampu memfasilitasi komunikasi IoT bawah tanah ataupun yang bekerja di lokasi yang jauh dari tower sinyal. Performa LPWAN juga lebih stabil, bahkan di iklim dan cuaca yang ekstrim sekalipun.
Kekurangan LPWAN
Walaupun terbilang ampuh, LPWAN juga memiliki beberapa kelemahan.
Pertama, LPWAN tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan transfer data lebih sering atau berukuran lebih besar. Apalagi untuk aplikasi IoT yang bersifat real time, LPWAN tentu bukan bagian dari solusi.
Kedua, rentang ukuran paket data LPWAN berkisar antara 300 bit/s sampai 50 kb/s. Padahal internet dial-up era 90-an saja sudah mencapai 56 kbit/s. Jadi jangan harap Anda bisa mengirim meme atau video lucu lewat LPWAN.
Ketiga, LPWAN adalah protokol yang mayoritas beroperasi di pita non-lisensi.
Keempat, LPWAN yang terletak di tempat terbuka, misalnya di ujung tower, rentan mendapatkan gangguan dari sinyal berenergi tinggi di atas GHz. Kalau hal ini terjadi pada IoT vital seperti smart hospital atau self-driving car, konsekuensinya adalah nyawa.
Tidak ada yang lebih baik antara LPWAN dan seluler. Keduanya memiliki spesifikasi yang masing-masing cocok untuk skenario tertentu. Setelah memahami LPWAN, sekarang waktunya untuk membahas LoRaWAN.
LoRaWAN adalah …
LoRaWAN adalah bagian dari LPWAN yang beroperasi di atas protokol LoRa. Sedangkan LoRa sendiri merupakan singkatan dari low-power wide-area, yaitu teknik modulasi yang mencakup jangkauan luas dengan kebutuhan baterai yang tidak terlalu besar.
Jadi, Anda bisa menganggap bahwa LPWAN adalah induk LoRaWAN.
Spesifikasi LoRaWAN adalah sebagai berikut:
- Jangkauan panjang (Urban > 5 KM, Suburban > 10 KM, jarak pandang > 80 KM)
- Daya tahan baterai lebih panjang hingga lebih dari 10 tahun
- Murah, harga per modul kurang dari 5 USD
- Kecepatan transfer data rendah sekitar 0,3 kbps sampai 50 kbps
- Dukungan lokalisasi
- Bidirectional (dua arah)
- Aman
- Beroperasi di spektrum non-lisensi
LPWAN VS Seluler
Sampai sekarang, Verizon dan AT&T terus mendulang keuntungan dari smartphone yang bisa mereka tawari seluler LPWAN seperti LTE-Cat M1 dan NB-IoT. Dan tidak lama lagi, mereka juga akan mendapatkan keuntungan lebih besar dari teknologi 5G.
Banyak pihak yakin bahwa 5G akan menggantikan ekosistem LoRa. Untuk saat ini saja, NB-IoT sudah sangat efektif untuk aplikasi yang memerlukan LPWAN. LTE-Cat M1 juga lebih cocok untuk aplikasi penting yang memerlukan transfer data lebih intensif.
Anda dapat membayangkan, apa yang akan terjadi pada LPWAN saat 5G rilis nanti.
Satu-satunya cara LPWAN bisa bertahan adalah dengan mendekati industri yang bisa ditangani oleh LPWAN. Kesimpulannya, LPWAN Alliance harus lebih agresif dalam mendekati calon klien mereka. Karena jika dihadapkan dengan pilihan antara LPWAN atau seluler, mayoritas klien akan lebih memilih seluler.
Bagaimanapun juga, LPWAN adalah bagian penting dari sejarah IoT yang memicu inovasi protokol, hingga kelak lahir teknologi 5G untuk menggantikannya.
