NB-IoT: Pengertian, Manfaat, dan Hambatannya
NB-IoT adalah opsi alternatif konektivitas IoT selain LTE. Setiap proyek IoT pasti memerlukan 2 kriteria konektivitas, yaitu:
- Cakupan area luas
- 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:
- Independen
- Di pita 200-kHz tak terpakai yang dulu digunakan untuk GSM
- 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:
- Meteran pintar (listrik, gas, dan air)
- Layanan manajemen fasilitas
- Alarm penyusup dan kebakaran untuk rumah & properti komersial
- Peralatan pribadi yang terhubung mengukur parameter kesehatan
- Pelacakan orang, hewan atau benda
- Infrastruktur smart city seperti lampu jalan atau tempat sampah
- 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.
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.
