蜂窝物联网

LTE-M

LTE-M(也被称为Cat-M1)专为需要中等数据吞吐量的低功耗应用而设计。与常规LTE的20 MHz带宽相比，它的带宽更窄，只有1.4 MHz，提供了更远的传输距离，但数据吞吐量更小。LTE-M的数据吞吐量为上行375 kbps和下行300 kbps，通过IP协议提供大约100 kbps的应用数据吞吐量。它适用于TCP/TLS端到端安全连接。完全支持移动性，使用与常规LTE相同的小区切换功能。目前可以通过LTE-M漫游，这意味着它适用于将跨多个地区运行的应用场景。延迟在毫秒范围内，为延时敏感的应用提供实时通信。

LTE-M非常适合需要低功耗、低延迟和/或移动性的中等数据吞吐量的应用，如资产跟踪、可穿戴设备、医疗、POS和家庭安全应用。

NB-IoT

NB-IoT(也被称为Cat-NB1)是一种窄带技术标准，它不使用传统的LTE物理层，但运行在LTE频段内或周围，并与其他LTE设备共存。它的带宽为200 kHz，与LTE- M和常规LTE相比，具有更远的传输距离和更低的数据吞吐量。数据吞吐量为上行60 kbps， 下行30 kbps。它适用于需要低数据吞吐量的静态、低功耗应用。随着3GPP第14版标准引入Cat-NB2，如果网络支持，可以实现上行169 kbps和下行127 kbps的数据吞吐量。

NB-IoT非常适合需要低功耗和远程的静态、低数据吞吐量应用，比如智能计量、智慧农业和智慧城市应用。与LTE-M相比，它还提供更好的穿透力，例如，在地下室和停车场。

关键特征对比

能效

能效是蜂窝物联网技术的基石。LTE-M和NB-IoT的目的都是让通过电池供电实现续航多年成为现实。这已通过使用一系列技术实现。数据吞吐量低于标准LTE，并且由于调制方案更简单，无线电也不那么复杂，因而能耗更低。然而，与所有低功耗通信技术一样，真正的关键是有效并高效地管理休眠、唤醒和通信事件。

两项能效创新对LTE-M和NB-IoT的节电能力做出了重大贡献，即eDRX(扩展间断接收)和PSM(节电模式)。eDRX和PSM协调工作，使电池续航数月和数年成为可能。

LTE使用寻呼周期系统，其周期为1.28秒。寻呼周期是网络可以联系设备以交换数据的时间窗口。寻呼窗口之间的间歇时间被称为超帧。eDRX的好处是，它允许在设备再次唤醒进行其下一个寻呼窗口的活动之前，以10.24秒的周期发生' N '个(40+)超帧。通过这种方式，设备能够以高效、同步的方式休眠和通信。

PSM模式可以在必要时让设备进入深度休眠模式，休眠时间可以是一个小时、一天，或几个星期。对于那些没有实时要求，而只进行周期性通信的应用，例如农业灌溉系统，这带来了非常高的节能效果，可能意味着产品只需使用几块AA锂电池就能运行长达10年。

nRF9160经过优化，充分利用了LTE-M和NB-IoT(包括eDRX和PSM)提供的所有节能特性。

服务质量(QoS)

蜂窝网络在低功耗广域网(LPWAN)领域提供了无与伦比的性能。蜂窝网络在许可频段运行，其重要性不可低估。许可波段需要付出高昂的代价，通常达数十亿美元。当您拥有一个频段时，您可以支配和保证这些频段内通信的性能和可靠性。您还可以最大限度地减少由于设备之间的干扰而造成的电量浪费。

蜂窝是为非常高的服务质量而设计的。有已知的设备连接数量，并且可以相应地适应并管理这些设备。而未获许可的频段则没有这样的保证，因为任何人都可以使用。对于有保证的性能和可靠性，已获许可的蜂窝对于LPWAN是一个明显的赢家。

部署密度和覆盖范围

蜂窝4G网络已经建设完备，密集的基站覆盖了世界上大多数城市，大多数国家拥有高度的4G覆盖率。这使得蜂窝网络能够在最小基础设施建设的情况下进行大规模部署。

由于LTE-M和NB-IoT的频谱使用非常高效，而且由于典型用例在本质上活跃性较低，因此将有可能将数千个设备连接到一个基站。通常情况下，信号塔承载多个基站，这意味着可以真正大规模、高密度的部署。

最佳安全性

作为LPWAN领域的标准，LTE网络具有无与伦比的安全措施。在设备层面，这种措施是SIM卡或UICC。作为一种安全芯片，它在硬件中为特定设备嵌入了明确的标识，从而确保了对蜂窝服务订阅进行身份验证，并对无线数据进行加密。LTE-M通信通常采用互联网语言TCP/IP，因此配备了目前最高等级的安全措施。传输层安全(TLS)作为安全数据交易的机制，是互联网安全方面最先进的技术。

nRF9160采取重要的附加安全措施，进一步增强设备的安全性，包括Arm TrustZone和Arm CryptoCell以进行安全、可信的执行和密钥生成及存储。

就像更新对任何联网计算机的安全都至关重要一样，任何联网的设备都应该能够通过无线方式下载固件更新。这是为了确保您的设备可以获得更新，从而修复在部署后发现的安全漏洞。它还允许您随着时间的推移优化设备的性能，甚至部署新功能。

nRF9160在低功耗蜂窝物联网中的优势

nRF9160从一开始就考虑到了超低功耗。我们易用并且全球认证的解决方案，让您实现最短的上市时间。通过优秀的文档、完整的软件开发套件支持、灵活的硬件和其他工具，开发非常便捷。

最后，通过在一个微小的10x16mm 芯片级封装(SiP)上设计出带有所有相关组件的完整通信和应用模块，我们实现了前所未有的集成度。

专为低功耗而优化

超低功耗是优秀蜂窝物联网产品的一个重要指标。通过在开发获奖超低功耗设备领域的丰富专业知识，我们开发出了具有这一特性的nRF9160系列。第2版nRF9160系统级封装实现了比其上一版本更低的功耗，关键参数下的功耗性能提升了33%。

由于蜂窝设备在节能方面高度依赖网络参数，得益于不断改进的调制解调器固件，nRF9160针对所有条件进行了功耗优化。

所有这一切使得设备不仅限于较长的电池续航能力。有了nRF9160，现在可以设计出完全依靠能量采集的小型产品。简单地进行部署，然后就可以抛之脑后。

前所未有的集成

nRF9160采用Arm Cortex-M33作为专用的应用处理器。它有1MB的闪存，256kB的RAM，以及大量的外设。除了其LTE网络连接和定位，它还是一款能够支持各种应用场景的设备，并为蜂窝物联网世界提供真正的边缘计算可能。Nordic提供了开源的nRF Connect SDK开发套件，您可以使用这个套件在专用的应用处理器上开发定制的应用。

认证

全球运营认证

nRF9160的认证

我们的测试和认证工程师团队正穿梭于世界各地，进行所有重要地区和所有主要运营商的认证。

在这里进一步了解nRF9160的认证信息。

下面是nRF9160的认证。这些认证主要分为四类：

• 全球认证：GCF和PTCRB是全球认证，目的是确保与LTE 3GPP规范的兼容性，以便设备可以使用LTE-M或NB-IoT与eNBs (基站)通信。
• 法规：法规认证本质上是区域性的，是在一个地区使用无线电设备所必需的认证。
• 移动网络运营商(MNO)：一些运营商有自己的认证程序。除了GCF或PTCRB，大多数运营商不需要其他认证。
• 安全

在这里进一步了解蜂窝物联网设备的认证过程。

蜂窝网络连接合作伙伴

蜂窝网络连接合作伙伴确保您获得将蜂窝物联网产品推向市场所需的沟通与支持。