5G está haciendo grandes olas en IoT, permitiendo una amplia gama de nuevos dispositivos y arquitecturas de plataforma. Esperamos que esto pueda significar innovaciones como la gestión automatizada del ciclo de vida, la división de redes, las redes definidas por software y las aplicaciones de redes distribuidas optimizadas para la nube. En este artículo, hablaremos sobre algunos de los impactos esperados de 5G y qué es realmente Cellular IoT.
Los teléfonos móviles ya están en transición a 5G, pero el futuro de IoT está en el horizonte. Las principales empresas de telecomunicaciones han comenzado a utilizar 5G para crear experiencias únicas para los fanáticos de los deportes. Vodafone Deutschland entregó un ver fiesta para los fanáticos del partido de fútbol 2023 Leipzig vs. Bayern Munich usando 5G. La fiesta del reloj contó con los jugadores de fútbol Robin Gosen del Inter de Milán y Melanie Leupolz del Chelsea FC Women comentando el juego en tiempo real. AT&T construido Experiencias inmersivas 5G para el Campeonato Nacional de Playoffs de Fútbol Americano Universitario de 2023. Estas experiencias inmersivas incluyeron un concierto de los Jonas Brothers donde los fanáticos que sintonizaban desde sus hogares podían elegir entre múltiples ángulos de cámara entregados por dispositivos con tecnología 5G.
“Los teléfonos móviles ya están en transición a 5G, pero el futuro de IoT está en el horizonte”.
-Yitaek Hwang
Todo eso es muy emocionante para nuestra industria, pero descifrar el lío de acrónimos técnicos que rodean la tecnología 5G puede limitar nuestra capacidad de comprender cómo 5G cambiará el panorama de IoT. Por ejemplo, buscar "NB-IoT vs. LTE-M" muestra resúmenes complejos como el siguiente:
Tales gráficos no me ayudaron en absoluto. Tuve la impresión de que 3GPP (el grupo detrás de 3G) estaba tratando de mantener alejados a los nuevos jugadores abrumándolos con siglas misteriosas y definiciones técnicas exclusivas. La convención de nomenclatura indica que 4G es más rápido que 3G, que es más rápido que 2G, por lo que suponemos que 5G probablemente seguirá esa tendencia, pero ¿"Cat-1" y "EC-GSM"? ¿Que significa eso?
¡No te preocupes! Investigué y traduje los detalles técnicos de cada opción 5G a términos sencillos para prepararlo mejor para comprender estas formas emergentes de IoT celular.
¿Dónde se originó el IoT celular?
La popularidad y la ubicuidad de los dispositivos IoT han llevado al surgimiento de opciones de redes de área amplia (LP-WAN) de bajo consumo como SigFox, LoRa y Weightless. (En caso de que te lo estés preguntando, he aquí por qué LPWAN es importante en IoT y desglose de las diferentes opciones).
Las opciones celulares tradicionales, como las redes 4G y LTE, consumen demasiada energía. Además, no se adaptan bien a las aplicaciones en las que solo se transmite una pequeña cantidad de datos con poca frecuencia, por ejemplo, medidores para leer los niveles de agua, el consumo de gas o el uso de electricidad.
Cellular IoT intenta responder a la búsqueda incesante de mejores aplicaciones de bajo consumo y largo alcance.
Gato-1
Gato-1 representa un impulso inicial hacia la conexión de dispositivos IoT mediante redes LTE existentes. Si bien el rendimiento es inferior a las redes 3G, es una excelente opción para aplicaciones IoT que requieren una interfaz de navegador o voz. La principal atracción es que ya está estandarizado y, lo que es más importante, es sencillo hacer la transición a la red Cat-1. Los expertos predicen que a medida que 3G—y eventualmente 4G— las tecnologías caducan, las redes Cat-1 (y Cat-M1) tomarán su lugar.
Gato-0
Para que las redes IoT basadas en LTE tengan éxito, deben tener las siguientes características: 1) batería de larga duración, 2) bajo costo, 3) compatibilidad con un gran volumen de dispositivos, 4) cobertura mejorada (mejor penetración de la señal a través de las paredes, por ejemplo). ), y 5) de largo alcance/amplio espectro.
Gato-0 optimiza el costo ya que eliminó funciones que admitían requisitos de alta velocidad de datos para Cat-1 (cadena de receptor dual, filtro dúplex). Si bien Cat-1 está reemplazando a 3G, Cat-0 es el protocolo que sienta las bases para que Cat-M reemplace a 2G como la opción más económica.
Cat-M1/Cat-M/LTE-M
Cat-M (oficialmente conocido como LTE Cat-M1) a menudo se ve como la segunda generación de chips LTE creados para aplicaciones IoT. Completa la reducción de costos y consumo de energía para la cual Cat-0 preparó el escenario originalmente. Al limitar el ancho de banda máximo del sistema a 1.4 MHz (a diferencia de los 0 MHz de Cat-20), Cat-M tiene aplicaciones específicas para aplicaciones LPWAN como la medición inteligente, en las que solo se requiere una pequeña cantidad de transferencia de datos.
Pero la verdadera ventaja de Cat-M sobre otras opciones radica en esto: Cat-M es compatible con la red LTE existente. Para operadores como Verizon y AT&T, esta es una gran noticia, ya que no tienen que gastar dinero para construir nuevas antenas, aunque la integración de Cat-M en redes LTE requiere un parche de software. Las bases de clientes existentes de Verizon y AT&T probablemente concluirán que Cat-M es, con mucho, la mejor opción. Por último, es casi seguro que Las tecnologías 5G y LTE coexistirán hasta bien entrada la década de 2020, por lo que la retrocompatibilidad de Cat-M es una ventaja.
NB-IoT/Cat-M2
NB-IoT (también llamado Cat-M2) tiene un objetivo similar al de Cat-M; sin embargo, utiliza modulación DSSS en lugar de radios LTE. Por lo tanto, NB-IoT no opera en la banda LTE, lo que significa que los proveedores tienen un costo inicial más alto para implementar NB-IoT.
No obstante, NB-IoT se promociona como el opción potencialmente menos costosa, porque elimina la necesidad de una puerta de enlace. Otras infraestructuras suelen tener puertas de enlace que agregan datos de sensores, que luego se comunican con el servidor principal. (Aquí está un explicación más profunda de las puertas de enlace). Sin embargo, con NB-IoT, los datos del sensor se envían directamente al servidor principal. Por ese motivo, Huawei, Ericsson, Qualcomm y Vodafone están invirtiendo activamente en aplicaciones comerciales de NB-IoT.
EC-GSM (anteriormente EC-EGPRS)
EC significa Cobertura Extendida. EC-GSM es la red GSM optimizada para IoT, el protocolo inalámbrico que utiliza el 80 % de los teléfonos inteligentes del mundo. Como sugiere el nombre, EC-GSM se puede implementar en redes GSM existentes, una gran ventaja en términos de practicidad y modularidad, ya que una simple pieza de software permite la conectividad EC-GSM dentro de redes 2G, 3G y 4G. EC-GSM también tiene aplicaciones específicas en regiones no occidentales como Malasia y países de África y Medio Oriente, donde 2G sigue siendo un estándar popular. Se dice que Ericsson, Intel y Orange completaron las pruebas en vivo de EC-GSM a principios de este año. EC-GSM, sin embargo, no está generando tanta expectación como Cat-M o NB-IoT.
IoT celular 5G
A diferencia de las opciones de IoT celular anteriores, 5G tiene aún por definir oficialmente. Next Generation Mobile Networks Alliance (NGMN) está presionando para que las especificaciones sean 40 veces más rápidas que 4G y admitan hasta 1 millón de conexiones por kilómetro cuadrado. 5G ya está habilitando aplicaciones de gran ancho de banda y alta velocidad para transmisión Ultra-HD (4k), conectividad de automóviles autónomos o aplicaciones VR/AR, como Verizon y Samsung exhibidas en el Superbowl y los Juegos Olímpicos, respectivamente. ¿Qué deparará el futuro?
Por qué debería importarte
Si es un proveedor de telefonía celular, se verá obligado a elegir una tecnología para implementar para cumplir con las aplicaciones de IoT de banda estrecha.
Para el resto de nosotros, es importante entender que estas diferentes opciones no necesariamente tienen que ser mutuamente excluyentes. Esto se extiende a otros reproductores LPWAN como SigFox, LoRa y Weightless.
IoT cubre un amplio espectro de aplicaciones. A veces, necesita un gran ancho de banda, como con la vigilancia en tiempo real. Para el seguimiento de activos, el rendimiento de datos es pequeño, pero inevitablemente hay muchos traspasos a medida que se mueven los objetos. Los medidores inteligentes y muchos casos de uso de ciudades inteligentes requieren una pequeña transferencia de datos una o dos veces al día. Esto significa que ninguna tecnología (incluso 5G) puede satisfacer las necesidades específicas de una solución/dispositivo IoT.
La fragmentación dentro de IoT apesta, pero a veces es un mal necesario porque IoT es, por definición, un campo muy amplio. Generalmente, la pregunta más importante es, ¿cuáles son los requisitos y matices específicos de mis aplicaciones? La respuesta a esa pregunta lo lleva a preguntarse qué opciones de conectividad son las mejores para usted.
Publicado originalmente el 17 de abril de 2017. Actualizado el 23 de enero de 2023.
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- Fuente: https://www.iotforall.com/cellular-iot-explained-nb-iot-vs-lte-m
