NB-IOT VS LoRa,物聯(lián)網(wǎng)標準之間的對決
物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對無線通信技術提出了更高的要求,專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應用而設計的LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗廣域網(wǎng))也快速興起。NB-IoT與LoRa是其中的典型代表,也是最有發(fā)展前景的兩個低功耗廣域網(wǎng)通信技術。NB-IoT和LoRa兩種技術具有不同的技術和商業(yè)特性,所以在應用場景方面會有不同。這里會針對二者的區(qū)別進行闡述,并且對各自適合的應用場景進行說明。
一. LoRa:易于建設和部署的低功耗廣域物聯(lián)技術
LoRa的誕生比NB-IoT要早些,2013年8月,Semtech公司向業(yè)界發(fā)布了一種新型的基于1GHz以下的超長距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(Long Range,簡稱LoRa)的芯片。其接受靈敏度達到了驚人的-148dbm,與業(yè)界其他先進水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收靈敏度改善了20db以上,這確保了網(wǎng)絡連接可靠性。
它使用線性調(diào)頻擴頻調(diào)制技術,即保持了像FSK(頻移鍵控)調(diào)制相同的低功耗特性,又明顯地增加了通信距離,同時提高了網(wǎng)絡效率并消除了干擾,即不同擴頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發(fā)送也不會相互干擾,因此在此基礎上研發(fā)的集中器/網(wǎng)關(Concentrator/Gateway)能夠并行接收并處理多個節(jié)點的數(shù)據(jù),大大擴展了系統(tǒng)容量。線性擴頻已在軍事和空間通信領域使用了數(shù)十年,因為其可以實現(xiàn)長通信距離和干擾的魯棒性,而LoRa是第一個用于商業(yè)用途的低成本實現(xiàn)。隨著LoRa的引入,嵌入式無線通信領域的局面發(fā)生了徹底的改變。這一技術改變了以往關于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式,提供一種簡單的能實現(xiàn)遠距離、長電池壽命、大容量、低成本的通訊系統(tǒng)。
LoRa主要在全球免費頻段運行(即非授權頻段),包括433、868、915 MHz等。LoRa網(wǎng)絡主要由終端(內(nèi)置LoRa模塊)、網(wǎng)關(或稱基站)、服務器和云四部分組成,應用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。
二、后起之秀:NB-IoT技術
NB-IoT是一種3GPP標準定義的LPWA(低功耗廣域網(wǎng))解決方案,是旨在克服物聯(lián)網(wǎng)主流蜂窩標準設置中功耗高和距離限制、采用授權頻譜的技術之一。
NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。NB-IoT支持待機時間長、對網(wǎng)絡連接要求較高設備的高效連接。
NB-IoT具備四大特點:
一是廣覆蓋,將提供改進的室內(nèi)覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡增益20dB,覆蓋面積擴大100倍;
二是具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構;
三是更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;
四是更低的模塊成本,企業(yè)預期的單個接連模塊不超過5美元。
三、NB-IOT VS LoRa,他們終究還是相遇了
LoRa技術因其各方面優(yōu)良特性,在很久之前就獲得無數(shù)擁躉。適逢華為和移動大力推動的NB-IOT技術席卷水氣計量圈,在功耗和覆蓋面等諸多水氣行業(yè)關注的功能性問題上,NB-IOT的勢頭也顯得當仁不讓。兩個具有話題性的技術放在一起,不免讓圈里人放在一起比較。
在功耗上,不管是NB-IOT還是LoRa他們都按低功耗來設計可以滿足表計的要求,都是10年的壽命,但具體細節(jié)目前還沒有詳解。
在模塊的費用上,據(jù)了解NB-IOT的芯片大概會在2美元,而LoRa是不會高于5美元,后期的維護兩者都是屬于容易型,至于是在現(xiàn)有的基礎上稍作修改還是會以一個新的收費方式目前沒有具體下來。
在安全方面,NB-IOT技術可以達到電信級的安全指數(shù),采用3GPP授權頻譜避免干擾問題。而LoRa則采用多層加密的方式,ISM免授權頻譜,會存在干擾的問題。
在靈敏度和準確率上,兩種技術的鏈路預算都在155dB以上,對于準確率和靈敏度來說是完全沒問題的。(為了有效地對比不同技術之間傳輸范圍的表現(xiàn),使用一個叫做“鏈路預算”的定量指標。鏈路預算包括影響接收端信號強度的每一變量,在其簡化體系中包括發(fā)射功率加上接收端靈敏度)。
在覆蓋(信號)方面,NB-IOT<25km,LoRa<11km相比下LoRa稍遜些。在信號不好時NB-IOT可以重復發(fā)送。
對于表計的安裝環(huán)境,NB-IOT技術在水表行業(yè)已經(jīng)有成功的實施案例,LoRa在面對惡劣環(huán)境也是可以的。
網(wǎng)絡部署上,對LoRa而言目前略顯尷尬,需要有一個強有力的手來推動它的網(wǎng)絡建設,而NB-IOT可以基于LTE FDD或是GSM的升級也可以新建。
四.結語
任何技術都不能完全占領市場,NB-IoT將會對整個行業(yè)的發(fā)展起到促進作用,從某種程度上說,NB-IoT和LoRa是屬于兩個陣營的。因為NB-IoT主要依賴于運營商的基礎設施,進行協(xié)議對接,LoRa是一個更靈活的自主網(wǎng)絡,在任何需要的地方,都可以進行部署。它們兩者在物聯(lián)網(wǎng)市場中是互補共存的。