Wat is 4G?
4G verwijst naar de vierde generatie mobiele telecommunicatietechnologie. In het begin bestond het uit twee technologische hoofdtakken: WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) en LTE (Long-Term Evolution). LTE heeft op zijn beurt de deur geopend naar LTE-M, een type low-power, wide-area network (LPWAN)-oplossing die bijzonder effectief is gebleken voor zakelijke toepassingen, waaronder IoT-projecten.
Hier volgt een nadere blik op deze generatie mobiele netwerken en hoe deze uw bedrijf ten goede kunnen komen.
De geschiedenis van 4G
Vanaf het begin van de jaren 2000 begonnen mobiele providers het label ‘4G’ te gebruiken om een aantal technologieën en diensten te beschrijven. De industrie had duidelijkheid nodig over wat het betekende.
In 2008 heeft de International Telecommunications Union (ITU) haar normen voor 4G-connectiviteit vastgesteld, waaraan alle diensten moesten voldoen om zichzelf als 4G te omschrijven. Voor mobiel betekende dit dat verbindingssnelheden een piek moesten hebben van minimaal 100 megabit per seconde en voor stationair gebruik minimaal 1 gigabit per seconde. In 2008 waren deze snelheden praktisch nog niet haalbaar; ze waren meer bedoeld als doelwit voor ontwikkelaars om naar te streven.
In die tijd was een technologie genaamd WiMax een echte kanshebber om de dominante 4G-connectiviteitsoplossing te worden. WiMax, ook wel “Wi-Fi op steroïden” genoemd, werkte volgens dezelfde principes als wifi voor zeer lange afstanden, met het potentieel om zowel traditionele vaste lijnen als mobiel internet te vervangen.
Om verschillende praktische en kostenredenen besloten de meeste providers echter niet te investeren in geheel nieuwe WiMax-netwerken. In plaats daarvan kozen ze voor LTE, wat in wezen een upgrade van bestaande netwerktechnologie inhield, in plaats van een geheel nieuwe infrastructuur.
De eerste iteratie van LTE is niet gemaakt met het gebruik van IoT in gedachten. Het stroomverbruik was ongeveer 50% groter dan bij 3G-technologieën. Het gebruikt ook veel meer frequentiebanden dan 3G en 2G, wat kan betekenen dat je meerdere modems nodig hebt om het wereldwijd te implementeren.
De afgelopen jaren heeft LTE echter geleid tot geëvolueerde technologieën die zijn ontworpen voor industriële, commerciële en consumentgerichte IoT-projecten:
- LTE Cat M of LTE-M (evolutie op lange termijn voor machines)
- LTE Cat NB of NB-IoT (smalband IoT)
- LTE-kat 1
Zowel LTE-M als NB-IoT vereisen een verbeterde netwerkinfrastructuur, terwijl LTE Cat 1 dat niet doet. LTE Cat 1 kan werken op de originele 4G LTE-netwerken.
4G, en met name de IoT-gerichte varianten die bekend staan als LTE-M, bieden het volgende:
Prestatie
LTE Cat 6 heeft de latentie en bitsnelheid (of snelheid) verbeterd tot 300 Mbps versus de 150 Mbps die LTE Cat 4 leverde. Hoewel deze prestatie een aanzienlijk voordeel heeft voor gebruikers van smartphones of tablets en in op LTE Gateway of router gebaseerde toepassingen, heeft het geen echt voordeel voor de meeste IoT-toepassingen. De impact op het stroomverbruik, dus de levensduur van de batterij, van LTE Cat 6 is nadelig voor IoT.
LTE is ook geëvolueerd aan de onderkant van het prestatiespectrum, waardoor LTE geschikter is dan ooit voor IoT, zelfs als er eisen zijn aan een lange levensduur van de batterij.
LTE Cat 1 biedt snelheden van 10 Mbps downlink en 5 Mbps uplink.
LTE-M biedt typische uplink- en downlinksnelheden van 375 kbps, met het potentieel om een piek van 1 Mbps te bereiken. Latentie zou normaal gesproken in de orde van 100 ms zijn.
NB-IoT is met opzet ontworpen om lagere prestaties te leveren en kan uplink-snelheden van minder dan 100 kbps bieden (sub-30 kps op downlink). Latentie zou normaal gesproken in de orde van 1s zijn.
Bij het selecteren van welke technologie het meest geschikt is, zal het nodig zijn om een balans te vinden tussen prestaties, dekking (binnen en buiten), mobiliteit en levensduur van de batterij.
Energiebesparend
De energiebesparende modus is ongelooflijk handig wanneer apparaten niet bereikbaar hoeven te zijn tussen het verzenden van berichten. U kunt uw apparaten configureren om in slaapstand te gaan, maar ze kunnen het netwerk nog steeds up-to-date houden met statusupdates. LTE en NB-IoT ondersteunen dit soort features.
LTE is ook geëvolueerd aan de onderkant van het prestatiespectrum, waardoor LTE geschikter is dan ooit voor IoT, zelfs als er eisen zijn aan een lange levensduur van de batterij.
Dekking
LTE-M en NB-IoT bieden een beter bereik en een betere penetratie, niet alleen in gebouwen, maar ook in ondergrondse en semi-ondergrondse locaties.
Hoe wordt 4G gebruikt in het IoT?
Het standaard 4G-protocol (LTE) biedt een handige connectiviteitsoptie wanneer u een hoge gegevensdoorvoer nodig heeft. Enkele voorbeelden zijn beveiligingssystemen die video-overdracht en -analyse incorporeren of machinevisie, augmented reality (AR) of kunstmatige intelligentie (AI) vereisten hebben.
Voor minder data-hongerige IoT-toepassingen zijn er echter meer geschikte opties.
Vooral het vermogen om de levensduur van de batterij te verlengen door in de sluimerstand te gaan, is ideaal voor machines op moeilijk bereikbare locaties waar hoge oproepkosten van toepassing zijn.
NB-IoT is zeer geschikt voor grootschalige implementaties van stationaire apparaten met lagere gegevensvereisten; bijv. nutsbedrijfmeters, sommige toestandsbewakingsapplicaties en omgevingssensoren.
De hogere snelheid, lagere latentie en mobiliteitskenmerken maken LTE-M een goede optie voor een breed scala aan toepassingen, waaronder noodapparatuur (bijv. liften en op afstand bestuurbare apparatuur voor hulpverlening, oplossingen voor alleenwerkers, asset tracking en meer).
LTE Cat 1 werkt goed wanneer de IoT-apparaten een stroombron hebben of batterijoplaadregimes om hen heen hebben die geen kostenoverschrijdingen toevoegen of afbreuk doen aan de gebruikerservaring; bijvoorbeeld micro-mobiliteit, consumenten wearables, M2M Gateways en meer.
Met een scala aan oplossingen met opties voor prestaties, dekking, laag onderhoud en waar voor uw geld, bieden de 4G LTE-technologieën keuzes voor IoT.
Ontdek meer
Voor een deskundige beoordeling van uw connectiviteitsbehoeften en om de best passende M2M-opties voor uw bedrijf te ontdekken, neem vandaag nog contact op met Wireless Logic.
Lees hier meer over onze connectiviteitsoplossingen voor een breed scala aan gebruiksscenario’s .