LTE Cat 1 y su diferencia con LTE y LTE-M
Hoy en día, el uso de la telefonía móvil para comunicaciones personales y empresariales es alto y una de las principales claves de su popularidad es que se basa en tecnologías celulares en bandas licenciadas porque estas garantizan unos elevados estándares de calidad, seguridad y escalabilidad. Si ahora nos vamos al mundo de los dispositivos IoT conectados, es sencillo vaticinar que el mercado de IoT va a ser más grande que el de telefonía móvil de personas. Existen infinitos tipos de dispositivos susceptibles de ser conectados, muchos más que personas, y nos encontramos ante el reto de que son necesarias tecnologías celulares más adaptadas para implementar los diferentes proyectos que puedan darse.
En ese escenario, la conectividad celular IoT, ha evolucionado hacia un ecosistema diversificado, en el que se deben atender necesidades concretas para cada proyecto y en esta línea se han desarrollado tecnologías de comunicaciones radio específicas para dispositivos.
¿Qué tecnología radio de conectividad IoT es la más adecuada por tanto para mi negocio?
Responder a esta pregunta implica el realizar decisión estratégica y depende mucho del producto o servicio que quiere utilizar o comercializar. Cada tecnología de comunicaciones tiene sus fortalezas y sus implicaciones. A continuación, exploraremos algunas de las tecnologías más utilizadas para IoT. En este artículo buscaremos concretamente entender la tecnología LTE Cat1 y Cat1 bis, y qué la diferencian respecto de LTE-M y LTE.
¿Qué es LTE?
LTE es el acrónimo de “Long Term Evolution” (comúnmente denominada 4G). Es un estándar para la comunicación inalámbrica de banda ancha. Constituye una tecnología de comunicaciones radio originalmente dirigida a un uso humano
Se diseñó ofreciendo una velocidad de datos alta y una baja latencia que pueda soportar servicios de banda ancha en terminales, siendo adecuada para aplicaciones/internet móvil y transmisión de video.
Dentro del IoT, LTE se utiliza para algunos casos de uso que requieren de esas características en cuanto a comunicaciones, como el vehículo conectado.
¿Qué es LTE-M?
LTE-M es el acrónimo de “Long Term Evolution for Machines” y en realidad es el término simplificado para indicar eMTC LPWA (enhanced machine type communication low power wide area) technology.
Es una tecnología radio por tanto concebida para la comunicación entre máquinas.
Los dispositivos, muchas veces están ubicados en zonas remotas, o de difícil acceso, o incluso no tienen alimentación y se alimentan de baterías.
Esos ámbitos o escenarios son los que propiciaron el pensar en el desarrollo de una tecnología como LTE-M. Se trata de una tecnología desarrollada específicamente para lograr un consumo muy bajo de energía en dispositivos, disponer de una cobertura extendida y lograr costes de dispositivos más bajos.
¿Qué es LTE Cat1? ¿Y qué es LTE Cat1 bis?
Antes de nada, ¿por qué es necesario otro tipo de conectividad? ¿no nos sirve con LTE o con LTE-M? Como hemos avanzado anteriormente, hay muchos tipos de casos de uso con necesidades muy particulares y esto abre aún más el espectro de posibles soluciones de conectividad, pero entonces ¿en qué consiste LTE Cat1?
LTE Cat 1 se trata de una variante simplificada de la tecnología LTE y ofrece un equilibrio entre la velocidad moderada de datos y la eficiencia en el uso de energía, que es el punto clave para aplicaciones IoT y M2M.
LTE Cat 1 bis es una versión evolucionada de LTE Cat 1, con la principal diferencia de que tiene una antena en lugar de dos. Esto ha posibilitado que el HW asociado a LTE Cat1 bis sea más pequeño y económico lo que redunda en una mayor aceptación de esta tecnología en el mercado de IoT. Sin embargo, tiene alguna implicación que es importante destacar: la potencia de señal se reduce a la mitad (3dB menos) siendo Cat1 de 144 dB y Cat1 Bis 141 dB.
Hay que tener en cuenta que Cat1 Bis no está implementado en Norteamérica, por lo que, si tienes negocio o dispositivos allá, al menos en el corto plazo no podréis desplegar con Cat1 Bis.
¿Cuándo usar LTE, LTE-M, LTE Cat1 o LTE cat1 bis?
Existen diversos factores clave a considerar para una elección óptima de la tecnología. Entre ellos se encuentran la velocidad de transmisión de datos, la latencia (inmediatez en la respuesta a cualquier actuación remota), la movilidad, el consumo de energía, la escalabilidad / soporte de masificación, la cobertura, penetración y alcance, la sostenibilidad a largo plazo / obsolescencia tecnológica y el coste
A continuación, incluimos una tabla resumen que te puede ayudar a elegir la tecnología de tus dispositivos IoT:
Figura 1: Comparativa de tecnologías radio
Características LTE
Conociendo los factores a considerar podemos desgranar dentro de ellos qué ventajas e implicaciones puede presentar cada tecnología. A continuación te contamos sus principales características
- Velocidad de Transmisión de datos:
En este factor reside una de las mayores diferencias entre estas tecnologías. LTE, tiene la mayor velocidad, con hasta 250 Mbps ya que fue concebida para soportar aplicaciones orientadas a internet móvil. Las otras tecnologías quedan muy lejos de esa velocidad ya que están orientadas a dispositivos IoT que envían mucho menor caudal de información.
Así, LTE Cat1 y Cat1 bis ofrecen una velocidad de 10 MBps downlink/5 Mbps uplink. LTE-M tiene dos variantes: LTE Cat M1 con una velocidad de 1 MBps (down/up) y LTE Cat M2 con 7 Mbps downlink/4 Mbps uplink.
En el caso de LTE Cat1 bis, estamos hablando de dispositivos que por la velocidad de datos que ofrecen, están pensados para aplicaciones masivas de IoT, como medidores inteligentes, seguimiento de activos, micromovilidad, logística y transporte, automoción y telemática, y millones de pequeños sensores repartidos por ciudades inteligentes.
- Latencia:
La latencia en tecnología LTE (4G) se puede considerar muy baja, del orden de 35-52 milisegundos. Sin embargo, para los casos de uso que cubren las tecnologías más orientadas a IoT, la latencia no es tan crítica, teniendo tanto para LTE-M como para LTE-Cat1 una latencia de 50-100 mseg.
- Movilidad:
Las tres tecnologías están optimizadas para movilidad, puesto que permiten handover (no se produce corte de conexión cuando el dispositivo se desplaza entre celdas de la red móvil).
- Consumo de Energía:
LTE- M está muy optimizado para reducir al máximo el consumo de energía, siendo éste muy bajo, soportando PSM (Modo de ahorro de energía) y eDRX (recepción discontinua extendida).
LTE Cat1 también soporta PSM y eDRX. Sin embargo, el consumo de energía en los dispositivos es algo mayor que el de LTE-M (más optimizado)
LTE también soporta PSM y eDRx, pero el consumo de energía está por encima del de LTE Cat1 y LTE-M.
Si nos centramos en LTE Cat1 bis, el hecho de tener una única antena, no sólo ayuda a reducir el tamaño de los dispositivos, sino que también ayuda a optimizar la eficiencia energética, ofreciendo menores consumos LTE Cat1 bis respecto a LTE Cat1.
- Escalabilidad:
LTE-M y LTE Cat1 tienen una muy alta capacidad para soportar despliegues de un número elevado de dispositivos por localización, mayor que la de LTE.
- Cobertura y penetración:
La penetración inicial de LTE Cat1/Cat1 bis es mayor que la de LTE-M al servirse de los acuerdos de roaming LTE establecidos ya entre operadores a nivel mundial. No obstante, cada vez se están abriendo más acuerdos de roaming LTE-M por parte de los operadores.
Respecto a cobertura, LTE-M tiene mejores prestaciones en interiores que LTE Cat1 y LTE.
- Sostenibilidad/obsolescencia:
Tanto LTE, como LTE-M y LTE-Cat1 no se van a ver afectadas en el medio plazo por la obsolescencia tecnológica como por ejemplo sí lo serán las tecnologías 3G, que se apagarán (3G tentativamente en 2025 en España). Además, LTE Cat1 bis se podrá conectar a los core de red 5G, una vez que se produzca el apagado de 4G, por lo que su horizonte de funcionamiento en el tiempo es a largo plazo.
A medida que los operadores evolucionan sus redes, LTE Cat 1 bis es una alternativa lista para usar que podrá incluso conectarse a nuevas redes centrales 5G. Esto significa que LTE Cat 1 bis estará aquí por mucho tiempo.
- Coste:
El análisis de costes es un factor muy relevante en soluciones IoT. Teniendo en cuenta el grado de madurez, proveedores y fabricantes de dispositivos. Actualmente tendríamos la siguiente relación de costes relativos al HW entre las tecnologías estudiadas:
Coste LTE > Coste LTE Cat1 > Coste LTE Cat1 bis > Coste LTE-M
El diseño más simple de LTE Cat1 bis ayuda a tener unos costes más reducidos que LTE Cat1.
A través del análisis de estos factores, se pueden tomar decisiones más precisas sobre la tecnología de conectividad celular que mejor se adapta a las necesidades específicas de negocio, producto, servicio o actividad.
Ejemplos de casos de uso y tecnología más óptima
- Soluciones sanitarias conectadas
Conectividad Recomendada: LTE Cat1.
Razones: Las soluciones sanitarias suelen requerir bajo consumo de energía (si la SIM va embarcada en dispositivos móviles), y a la vez una velocidad de transmisión de datos mayor a lo que pueda ofrecer LTE-M. Esto es porque puede ser necesario envío de información algo más pesada (imágenes, video en formato m-JPEG, documentos, etc).
LTE Cat1 es la tecnología idónea para estos casos de uso en los que se busca una cierta cobertura en interiores (no tiene que ser excelente), optimizado para movilidad de dispositivos sanitarios. Esto, junto con un consumo bajo de energía (las baterías durarán más) y una velocidad suficiente para los aplicativos y usos de las soluciones sanitarias conectadas.
Para aquellos dispositivos en los que el tamaño sea crítico, se utilizará LTE Cat1 bis, al reducirse el tamaño del HW, por requerir sólo una antena.
- Aplicaciones de Seguimiento de Activos (Asset Tracking):
Conectividad Recomendada: LTE Cat1 y/o LTE-M.
Razones: Esta tecnología ofrece un buen nivel de cobertura, bajo consumo de energía y es adecuada para dispositivos que necesitan enviar actualizaciones periódicas sobre su ubicación sin agotar rápidamente la batería. Con LTE-M ganarás en un menor consumo de energía, por lo que los dispositivos durarán más con la misma batería. Con LTE Cat1 bis ganarás en dispositivos más pequeños y mayor velocidad de datos.
Recomendaciones y conclusión
En resumen, al explorar las diferencias entre LTE Cat 1, LTE Cat 1 bis, LTE y LTE-M, se revela la complejidad y la diversidad de opciones en el espectro de tecnologías de comunicación IoT. Cada una de estas opciones presenta características específicas que se adaptan a diferentes necesidades y escenarios de aplicación. Desde la velocidad y la eficiencia de LTE Cat 1 hasta la optimización de energía de LTE-M, y las mejoras adicionales introducidas por LTE Cat 1 bis, la evolución constante de estas tecnologías refleja el compromiso continuo con la mejora de la conectividad. A medida que avanzamos en la era de las comunicaciones móviles IoT, estas opciones ofrecen un abanico de posibilidades para impulsar la conectividad en una amplia diversidad de escenarios. La elección entre ellas dependerá de las necesidades específicas de cada proyecto, marcando el camino hacia un futuro más conectado e innovador.
Desde Telefónica Tech, podemos ayudarte a seleccionar la mejor solución de conectividad para tu negocio. Puedes ponerte en contacto con nosotros aquí.
