LTE-M vs NB-IoT - Quelles sont les différences ?
LTE-M et NB-IoT sont des réseaux étendus de faible puissance (LPWAN) conçus pour l’Internet des objets (IoT). Il n’est pas facile de choisir une norme technologique particulière ; surtout si l’on considère le spectre complet des technologies d’accès radio (RAT) telles que la 2G, 3G, 4G et 5G.
Cet article vise à fournir un comparatif impartiale des deux normes, basé sur la recherche industrielle et l’expérience de M2M Network.
Quelle est la signification de NB-IoT ? Définition
Le NB-IoT ou Narrowband Internet of things est une technologie radio LPWAN. Construite selon la norme LTE, elle limite la bande passante à une seule bande étroite de 200 kHz maximum.
Vous avez peut-être entendu le terme LTE Cat-NB1 au lieu de NB-IoT, mais il s’agit d’une spécification publiée en 2016. Aujourd’hui, il existe également des appareils Cat NB2 qui utilisent les nouvelles spécifications NB-IoT améliorées. La principale différence entre celle-ci et l’ancienne version est l’amélioration des débits de données montants et descendants.
Il est important de noter que les appareils Cat-NB2 offrent une meilleure mobilité. La reconnexion est également prise en charge en mode connecté ; alors qu’elle n’est possible qu’en mode inactif dans NB1. Ces catégories sont apparues avec la version 14 du 3GPP et sont actuellement en voie de commercialisation.
NB-IoT, LTE-M et IoT mobile
Bien que NB-IoT et LTE-M soient des types de connexion GSM et soient même parfois appelés « IoT mobile », ces termes peuvent prêter à confusion.
NB-IoT peut être déployé « en bande » au sein d’une porteuse LTE standard ou « autonome » pour les déploiements dans le spectre dédié. Cela signifie que même si NB-IoT peut parfaitement coexister avec la 2G, 3G et 4G dans un appareil, les appareils fonctionnant actuellement avec 2G, 3G et 4G ne prennent pas automatiquement en charge NB-IoT.
NB-IoT est conçu pour fonctionner avec des appareils dits « contraints ». Ces appareils ont de sérieuses limitations en matière de puissance de traitement, de connectivité réseau ou d’autonomie de la batterie. NB-IoT présente des avantages considérables en termes de couverture intérieure, de faible coût, de longue durée de vie de la batterie et de densité de connexion élevée.
Cela signifie qu’il est parfait pour vos appareils situés dans des bâtiments, des endroits éloignés et difficiles d’accès, et même sous terre dans une certaine mesure. NB-IoT offre une excellente durée de vie de la batterie pour de nombreux cas d’utilisation, pouvant dépasser 10 ans.
Selon ABI Research, NB-IoT et LTE-M représenteront plus de 60 % des 3,6 milliards de connexions au réseau LPWA d’ici 2026.
Comment fonctionne le réseau LTE-M Network (ou CAT M-1/M-2) ?
LTE-M (abréviation de LTE Cat-M1/M2) est, tout comme NB-IoT, une technologie LPWAN alternative. Cette technologie est créée pour que les appareils IoT puissent se connecter directement à un réseau GSM 4G ; sans passerelle et en utilisant uniquement des batteries. Il est important de noter que cela signifie seulement que LTE-M est une extension de la 4G et ne signifie pas que tout appareil 4G prend automatiquement en charge LTE-M.
La communication de type machine (eMTC) est également incluse dans le LTE-M.
Le LTE-M partage quelques qualités similaires avec le NB-IoT. Il est conçu pour prendre en charge une plus longue durée de vie des appareils. La batterie d’un appareil devrait durer jusqu’à 10 ans. De plus, le LTE-M peut parfaitement coexister avec la 2G, la 3G et la 4G. Aussi, il bénéficie des fonctions de sécurité et de confidentialité de tous les réseaux mobiles.
Nous savons que faire la différence entre LTE CAT-M1 et LTE CAT-M2 peut prêter à confusion.
La principale différence se situe au niveau de la largeur de bande de transmission des données. Alors que le LTE Cat M1 transmettait les données à une largeur de bande de 1,4 MHz, le LTE Cat M2 la portera à 5 MHz. Cela porte le débit de données du LTE Cat M2 à des taux de pointe de 4Mb/s pour les téléchargements et de 7Mb/s pour les envois. Ce qui élargit l’attrait du LTE-M même pour les applications à débit de données relativement élevé ; comme la vidéosurveillance, par exemple.
Avantage pour le LTE CAT-M2, à ces vitesses de téléchargement et d’envoi. Il sera également beaucoup plus rapide de fournir des mises à jour de micrologiciels à distance par voie hertzienne (OTA) que ce n’était le cas avec le LTE CAT-M1 ou que ce le serait avec le NB-IoT, ce qui limite la décharge de la batterie.
La réalité et les limites actuelles du LPWAN
La technologie de réseau étendu à faible puissance est relativement nouvelle. Il est donc important de connaître la situation actuelle et les perspectives d’avenir. Pour le déploiement de l’internet des objets, l’aspect le plus critique est la disponibilité mondiale.
Selon les derniers chiffres, il existe 162 réseaux LPWAN dans le monde. Deux tiers d’entre eux (107) sont des réseaux NB-IoT. Les 55 restants sont des réseaux LTE-M. À l’heure actuelle, des réseaux LPWAN existent dans 62 pays.
Malheureusement, en raison de l’absence d’accords de roaming entre les sociétés de télécommunications, vos appareils ne peuvent pas voyager d’un pays à l’autre et se déplacer librement.
Si vous utilisez vos appareils dans plusieurs pays ou si vous vous déplacez d’un pays à l’autre, vous devez connaître les détails concernant de l’itinérance avec la LTE-M et le NB-IoT.
Si vos appareils sont stationnaires et que vous savez où ils seront déployés, la technologie NB-IoT ou LTE-M offrent une option viable pour vous. Cela dit, NB-IoT et LTE-M n’en sont qu’à leurs débuts, et il est actuellement utile de disposer d’options de repli 2G ou 4G.
Mais regardons de plus près chaque technologie pour comprendre en quoi elles diffèrent et à quoi elles conviennent le mieux.
Quelle différence entre LTE-M 4G et NB-IoT
Le LPWAN suscite beaucoup d’intérêt en raison du faible coût du matériel cellulaire requis.
Les modules NB-IoT ou LTE-M sont les modules cellulaires les moins chers du marché. Les entreprises ont donc tendance à rechercher une connectivité LPWAN, mais oublient de prendre en compte les fonctionnalités et le cas d’utilisation ; en plus du coût du matériel.
Comparons donc les deux normes en termes d’aspects spécifiques tels que :
- la consommation d’énergie ;
- la mobilité ;
- la vitesse des données ;
- l’adéquation avec l’eSIM ;
- la disponibilité de la voix.
Il vous aidera également à décider si l’une des technologies LPWAN convient à votre déploiement.
Consommation d’énergie (PSM, eDRX)
NB-IoT et LTE-M représentent une amélioration significative de la consommation d’énergie par rapport aux autres normes cellulaires. Toutefois, il est difficile de comparer ces deux solutions de connectivité IoT en raison des nombreux facteurs qui influent sur la consommation d’énergie ; et, par conséquent, sur l’autonomie de la batterie.
Les deux technologies prennent en charge le PSM (mode d’économie d’énergie) et l’eDRX (réception discontinue étendue), qui prolongent l’autonomie de la batterie. Vous vous demandez peut-être comment ?
Les appareils IoT envoient ou reçoivent généralement des données par intermittence. LPWAN permet à un appareil et à la SIM de se mettre en mode veille (basse consommation), entre l’envoi et la réception de données afin de minimiser la consommation d’énergie. Sinon, un coût énergétique élevé est associé au fait qu’un appareil se détache du réseau puis s’y rattache.
La consommation d’énergie de NB-IoT et LTE-M dépend de votre cas d’utilisation spécifique et des appareils que vous utilisez. Le choix de l’eDRX, du PSM ou des deux dépend entièrement de votre cas d’utilisation. M2M Network recommande de tester de manière approfondie les trois options (eDRX seul, PSM seul, et eDRX et PSM ensemble) afin de déterminer quelle méthode offre les meilleures économies d’énergie pour votre application.
Le point le plus crucial est de ne pas mal configurer la période de sommeil entre le cycle réveil-réponse-sommeil ; de sorte que votre appareil ne puisse pas envoyer de données ou fonctionner comme il le devrait.
Mobilité cellular : LTE-M vs NB-IoT
Lorsque vos appareils se déplacent, la carte SIM M2M doit passer d’une tour cellulaire à l’autre. Si le système NB-IoT peut maintenir la connexion des appareils pendant qu’ils se déplacent, il n’est pas en mesure d’assurer le transfert des tours cellulaires.
Lorsque l’appareil s’éloigne d’une tour cellulaire, il augmente la consommation d’énergie de l’appareil pour essayer de se connecter jusqu’à ce qu’il soit entièrement dans le noir. Une fois déconnecté, l’appareil doit se réinscrire auprès du réseau, ce qui augmente la consommation d’énergie.
Le LTE-M fonctionne comme la 4G et permet de passer d’une tour cellulaire à l’autre de manière transparente tout en économisant de l’énergie. Il prend en charge la mobilité totale et le transfert à l’intérieur du véhicule. Ce qui signifie qu’il est bien adapté aux cas d’utilisation mobile nécessitant un débit de données moyen ; comme le suivi des véhicules et des actifs, la gestion de flotte, etc.
La technologie LTE-M convient donc à la fois aux appareils fixes et mobiles, tandis que le NB-IoT ne convient qu’aux appareils fixes.
Débits de données (NB-IoT / LTE-M)
NB-IoT et LTE-M ont tous deux une transmission de données limitée. Que votre appareil ait besoin de télécharger ou d’envoyer des données, la vitesse maximale des données ne représente qu’une fraction des types de RAT classiques. LTE-M aura une plus faible latence.
Par conséquent, aucun des deux appareils n’est une bonne option pour les applications qui nécessitent davantage de données. Les cas d’usages restent différents.
Technologies LTE-M et NB-IoT
- Vitesse de téléchargement 1 Mbit/s (Cat-M1)
- 4 Mbit/s (Cat-M2) 26 kbit/s (Cat-NB1)
- 127 kbit/s (Cat-NB2)
- Vitesse de téléchargement 1 Mbit/s (Cat-M1)
- 7 Mbit/s (Cat-M2) 66 kbit/s (Cat-NB1)
- 159 kbit/s (Cat-NB2)
Une autre chose importante à noter ici lorsque vous cherchez à obtenir une carte SIM NB-IoT ou LTE-M est la consommation mensuelle de données de votre appareil. Si le seuil pour NB-IoT est généralement d’environ 1 Mo/mois, alors LTE-M peut couvrir des applications plus gourmandes en données.
Compatibilité e-SIM avec LTE-M et NB-IoT
LTE-M et NB-IoT sont tous deux techniquement compatibles avec la carte eSIM. Le seul point à prendre en considération est que la spécification NB-IoT n’impose pas les services SMS. Le protocole SMS est utilisé pour les transactions eSIM.
De nombreux opérateurs ont encore inclus le support SMS dans NB-IoT, mais cela ne peut être garanti. Il n’y a pas de limitation des SMS sur LTE-M
Disponibilité de la voix
Autre avantage important : le LTE-M offre la prise en charge de la fonctionnalité vocale via VoLTE (voice over LTE). Cela signifie qu’il peut être utilisé pour des applications nécessitant un niveau d’interaction humaine ; comme pour les applications de santé et de sécurité. Par exemple, les solutions de maintien en place et les panneaux d’alarme.
Malheureusement, on ne peut pas en dire autant de NB-IoT, qui ne prend pas en charge la fonctionnalité vocale.
Qu’en est-il de la 4G et de la 5G en France ?
L’avantage de la 4G est que sa couverture est actuellement considérée comme la meilleure du monde avec du très haut débit ; des débits pouvant atteindre 100 Mbit/s. Même si la couverture 4G est bonne, pas sûr que ce soit la meilleure option pour vos projets IoT en raison d’un coût financier et énergétique particulièrement élevée. Il faut voir si votre utilisation nécessite un réseau aussi puissant.
La 5G possède une large bande passante qui peut faire monter son débit à 10Gbits/s soit 10x plus rapide que la 4G. C’est une bonne option pour un projet conséquent comme dans le cas d’un véhicule qui se conduirait en autonomie. Il aurait donc besoin d’être connecté 24h/24 7j/7 en temps réel au réseau sans aucune latence. Il faut aussi s’assurer de la compatibilité 5G de ses appareils IoT.
La latence sera plus élevée sur un réseau 4G que sur un réseau 5G mais ce sont quand même les réseaux les plus rapides. M2M Network est là pour vous conseiller dans votre projet IoT. N’hésitez pas à nous contacter.
Conclusion
NB-IoT et LTE-M sont optimisés pour les appareils qui consomment de petites quantités de données sur de longues périodes. L’avantage de LTE-M et de NB-IoT est une plus grande autonomie de la batterie, ce qui signifie un retour sur investissement (ROI) plus élevé et une valeur globale pour le dossier commercial.
Personne n’a de boule de cristal, il est donc impossible de dire quelle technologie LPWAN aura le plus de succès. Mais au vu des statistiques actuelles (et futures), LTE-M et NB-IoT peuvent toutes deux présenter des avantages évidents dans certaines situations. En raison de sa maturité, nous pensons que LTE-M est mieux adaptée aux applications commerciales à part entière.
LTE-M est la plus flexible des deux solutions. C’est un choix solide, à l’épreuve du temps, pour la connectivité, car il convient aux appareils fixes et mobiles. Cependant, NB-IoT est plus adapté aux fabricants d’appareils fixes pour les pays connus où peu de données sont envoyées. Dans ce cas, les appareils fixes utilisant NB -IoT peuvent avoir des années d’autonomie grâce aux fonctions d’économie d’énergie.
Nous espérons que cet article vous a permis d’en savoir plus sur les différences entre ces deux normes et leur application adaptée. A noter que l’évolution technologique que va procurer l’IoT permettra une réduction des coûts énorme grâce à l’optimisation de l’autonomie dans les prochaines années.
Si vous avez d’autres questions, n’hésitez pas à contacter M2M Network en utilisant le formulaire ci-dessous.
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