5G は、IoT に大きな波を起こし、膨大な範囲の新しいデバイスとプラットフォーム アーキテクチャを可能にしています。 これは、自動化されたライフサイクル管理、ネットワーク スライシング、ソフトウェア定義ネットワーキング、クラウドに最適化された分散ネットワーク アプリケーションなどのイノベーションを意味する可能性があると期待しています。 この記事では、5G の予想される影響のいくつかと、実際のセルラー IoT とは何かについて説明します。
携帯電話はすでに 5G に移行していますが、IoT の未来はすぐそこにあります。 主要な通信事業者は、5G を使用して、スポーツ ファンにユニークな体験を提供し始めています。 Vodafone Deutschland が 時計パーティー 2023G を使用した 5 年のライプツィヒ対バイエルン ミュンヘンのサッカー ゲームのファン向け。 ウォッチ パーティーでは、サッカー選手のインテル ミラノのロビン ゴセンとチェルシー FC ウィメンのメラニー ロイポルツがリアルタイムで試合についてコメントしました。 AT&T製 5G 没入型体験 2023 カレッジ フットボール プレーオフ ナショナル チャンピオンシップに向けて。 これらの没入型体験には、ジョナス ブラザーズ コンサートが含まれ、自宅から視聴しているファンは、5G 搭載デバイスによって提供される複数のカメラ アングルから選択できました。
「携帯電話はすでに 5G に移行していますが、IoT の未来はすぐそこにあります。」
-ファン・イテク
これは業界にとって非常に興味深いことですが、5G テクノロジーを取り巻く技術的な頭字語の混乱を解読すると、5G が IoT の展望をどのように変えるかを理解する能力が制限される可能性があります。 たとえば、「NB-IoT vs. LTE-M」を検索すると、以下のような複雑な概要が表示されます。
そのようなグラフはまったく役に立ちませんでした。 3GPP (3G の背後にあるグループ) は、謎めいた頭字語と独自の技術的定義で彼らを圧倒することで、新規プレイヤーを締め出そうとしているような印象を受けました。 命名規則では、4G は 3G よりも高速で、2G は 5G よりも高速であることを示しているため、1G もおそらくその傾向に従うと思われますが、「Cat-XNUMX」と「EC-GSM」は? どういう意味ですか？
心配しないで！ 私は調査を行い、各 5G オプションの技術的な詳細を素人の用語に翻訳して、これらの新しい形態のセルラー IoT をよりよく理解できるようにしました。
セルラー IoT はどこで生まれましたか?
IoT デバイスの人気と普及により、SigFox、LoRa、Weightless などの低電力広域ネットワーク (LP-WAN) オプションが台頭してきました。 （不思議に思っている方のために、ここに理由があります IoTではLPWANが重要 フォルダーとその下に さまざまなオプションの内訳).
4G や LTE ネットワークなどの従来のセルラー オプションは、電力を大量に消費します。 さらに、少量のデータしか頻繁に送信されないアプリケーション (たとえば、水位、ガス消費量、または電力使用量を読み取るためのメーター) にはうまく適合しません。
セルラー IoT は、より優れた低電力、長距離アプリケーションの果てしない探求に応えようとしています。
猫 - 1
猫 - 1 既存の LTE ネットワークを使用して IoT デバイスを接続するための初期のプッシュを表します。 パフォーマンスは 3G ネットワークより劣りますが、ブラウザー インターフェイスや音声を必要とする IoT アプリケーションには優れたオプションです。 主な魅力は、すでに標準化されていることです。さらに重要なのは、Cat-1 ネットワークへの移行が簡単なことです。 専門家は次のように予測しています。 3G— そして最終的には 4G — テクノロジーが消滅し、Cat-1 (および Cat-M1) ネットワークが代わりになります。
猫 - 0
LTE ベースの IoT ネットワークが成功するためには、次の特性が必要です。1) 長いバッテリ寿命、2) 低コスト、3) 大量のデバイスのサポート、4) カバレッジの強化 (たとえば、壁を通過する信号の透過性が向上) )、および 5) 長距離/広域スペクトル。
猫 - 0 コストを最適化します Cat-1 (デュアル レシーバー チェーン、デュプレックス フィルター) の高データ レート要件をサポートする機能を排除したためです。 Cat-1 は 3G に取って代わりつつありますが、Cat-0 は、より安価なオプションとして 2G に取って代わる Cat-M の基礎を築くプロトコルです。
Cat-M1/Cat-M/LTE-M
Cat-M (正式には LTE Cat-M1) は、IoT アプリケーション向けに構築された第 0 世代の LTE チップと見なされることがよくあります。 これにより、Cat-1.4 が最初に設定したコストと消費電力の削減が完了します。 最大システム帯域幅を 0 MHz に制限することにより (Cat-20 の XNUMX MHz とは対照的に)、Cat-M は、少量のデータ転送のみが必要なスマート メーターなどの LPWAN アプリケーション向けの特定のアプリケーションを備えています。
しかし、他のオプションに対する Cat-M の真の利点は次の点にあります。 Cat-Mは既存のLTEネットワークと互換性があります. Verizon や AT&T などの通信事業者にとって、新しいアンテナを構築するために費用を費やす必要がないため、これは朗報です。ただし、Cat-M を LTE ネットワークにメッシュ接続するにはソフトウェア パッチが必要です。 Verizon と AT&T の既存の顧客基盤は、Cat-M がはるかに優れたオプションであると結論付ける可能性が最も高いでしょう。 最後に、ほぼ間違いない 5GとLTE技術は共存する 2020 年代に入っても、Cat-M の下位互換性はおまけです。
NB-IoT/Cat-M2
NB-IoT (Cat-M2 とも呼ばれます) には、Cat-M と同様の目標があります。 ただし、LTE 無線の代わりに DSSS 変調を使用します。 したがって、NB-IoT は LTE 帯域で動作しません。つまり、プロバイダは NB-IoT を展開するための初期費用が高くなります。
それにもかかわらず、NB-IoT は 潜在的に安価なオプション、ゲートウェイが不要になるためです。 他のインフラストラクチャには通常、センサー データを集約するゲートウェイがあり、プライマリ サーバーと通信します。 （これは ゲートウェイのより深い説明）。 しかし、NB-IoT では、センサー データはプライマリ サーバーに直接送信されます。 そのため、Huawei、Ericsson、Qualcomm、および Vodafone は、NB-IoT の商用アプリケーションに積極的に投資しています。
EC-GSM (以前の EC-EGPRS)
EC はエクステンデッド カバレッジの略です。 EC-GSM は IoT に最適化された GSM ネットワークであり、世界のスマートフォンの 80% が使用するワイヤレス プロトコルです。 名前が示すように、EC-GSM は既存の GSM ネットワークに導入できます。これは、2G、3G、および 4G ネットワーク内での単純なソフトウェアで EC-GSM 接続が可能になるため、実用性とモジュール性の点で大きな利点です。 EC-GSM には、マレーシアなどの非西側地域、および 2G が依然として一般的な標準であるアフリカおよび中東諸国でも特定のアプリケーションがあります。 Ericsson、Intel、および Orange は、今年初めに EC-GSM のライブ トライアルを完了したと言われています。 ただし、EC-GSM は Cat-M や NB-IoT ほど話題にはなっていません。
5G セルラー IoT
上記のセルラー IoT オプションとは異なり、5G には まだ正式に定義されていません. 次世代モバイル ネットワーク アライアンス (NGMN) は、40 平方キロメートルあたり最大 4 万の接続をサポートしながら、1G よりも 5 倍高速な仕様を求めています。 4G はすでに、Ultra-HD (XNUMXk) ストリーミング、自動運転車の接続、またはスーパーボウルとオリンピックでそれぞれ展示された Verizon と Samsung などの VR/AR アプリケーション向けの高帯域幅、高速アプリケーションを可能にしています。 将来はどうなりますか？
気にするべき理由
セルラー キャリア プロバイダーの場合、ナローバンド IoT アプリケーションに対応するために展開するテクノロジを選択する必要があります。
それ以外の人にとっては、これらのさまざまなオプションが必ずしも相互に排他的である必要はないことを理解することが重要です. これは、SigFox、LoRa、Weightless などの他の LPWAN プレーヤーにも適用されます。
IoT は幅広いアプリケーションをカバーしています。 リアルタイム監視のように、高帯域幅が必要になる場合があります。 アセット トラッキングの場合、データ スループットは小さくなりますが、オブジェクトが移動すると必然的に多くのハンドオーバーが発生します。 スマート メーターと多くのスマート シティのユース ケースでは、5 日に XNUMX 回か XNUMX 回の少量のデータ転送が必要です。 これは、IoT ソリューション/デバイスの特定のニーズに適合するテクノロジは XNUMX つ (XNUMXG でさえも) ではないことを意味します。
IoT 内の断片化は最悪ですが、定義上、IoT は非常に広い分野であるため、必要悪である場合もあります。 一般的に、最も重要な質問は、自分のアプリケーションの具体的な要件とニュアンスは何か?ということです。 その質問に対する答えは、どの接続オプションが最適かという質問につながります。
17 年 2017 月 23 日に最初に公開されました。2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日に更新されました。
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- 情報源： https://www.iotforall.com/cellular-iot-explained-nb-iot-vs-lte-m
