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2020年3月16-18日  南京国际展览中心
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物联网时代,NB-IoT与LoRa 终有一战
作者:    发布于:2019-08-08 09:12:25    文字:【】【】【
随着近几年的快速发展,LoRa 和 NB-IoT 在广覆盖上都取得了长足的进展,NB-IoT 目前已经完成了全国超过 300 多个城市的覆盖,终端连接数已经超过 5000 万,且每年以千万级数量递增,覆盖行业包括智慧城市、环保、农业、医疗、物流等各行各业。
而 LoRa 也在全国多点开花。LoRa 作为比 NB-IoT 更早出现的技术,也受到一些垂直行业市场的关注。同时,一些互联网企业选择推动 LoRa 技术发展,意图借 LoRa 技术开辟 IoT 新路。
如今,双方都需要寻找新的增长场景,而智能家居、工业互联网市场方兴未艾,无论是市场未来的发展广度还是深度都值得各种技术投入大力发展。因此,谁能占据市场领先地位,能够获得更多的产业链支持,形成更为完善的生态系统,就能在未来获得更大的赢面。
同为广域物联网技术的 LoRa 和 NB-IoT 在这种短距离覆盖场景中都具有先天优势,覆盖面积广、功耗低、有着强大的管理平台、丰富的终端种类以及大量的产业链上下游支持。
IHS Markit 报告指出,曾经广泛开放的 LPWAN 市场领域开始明显紧缩,不过仍处于初期发展阶段。2018 年只有 1.5 亿个 LPWAN 链路被布署,到 2023 年 LoRa 与 NB-IoT 可望占据所有 LPWAN 链路的 86%,其中 LoRa 可能会获得更多私有网络采用,NB-IoT 则主要应用于公共网络。
NB-IoT 特点
NB-IoT 在带宽和成本上优势明显,构建于蜂窝网络,只消耗大约 180KHz 的带宽,可直接部署 UMTS 网络、LTE 网络和 GSM 网络,很容易实现网络的升级。同时,相对于 4G 网络,它支持的待机时间长,连接高效,而且联网设备的电池寿命很高。
NB-IoT 的优势应用场景:正是因为 NB-IoT 技术成本低、功耗低,所以在定位、水表和停车等领域应用很广泛,如共享单车里就有内置 NB-IoT 模组,实现物联网通讯。
更重要的是,NB-IoT 背靠运营商对于室内场景覆盖有着天然的优势。确定的频谱资源,并可利用运营商原有的室分系统完成覆盖,可通过融合套餐,设备体验等方式将 NB-IoT 设备推入到用户家庭当中。广泛应用于如智能家居、智能零售和智慧城市等行业中。
NB-IoT 虽然优势明显,但在国内的发展现状是缺乏一个统一的开放产业平台,同时标准、芯片、网络和相关的应用层厂商以中小企业为主,还需要壮大自身联盟的实力,打造强大的生态。
LoRa 特点
目前在国内,由于备受国家政策、电信运营商和业内大厂的青睐,NB-IoT 技术的发展可谓如火如荼。相比而言,此前因频段授权问题沉寂许久的 LoRa 技术低调很多。
然而,随着阿里巴巴和中国铁塔合作,以及腾讯等互联网巨头宣布加入 LoRa 联盟的消息又为该产业注入一支“强心剂”,LoRa 技术或将在国内迎来又一个春天。
LoRa 的一大特点是在同样功耗下比其它无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,LoRa 网络主要由基站(也可以是网关)、服务器、LoRa 终端和物联网云四部分组成,其特点是应用端和服务器端数据双向传递。
LoRa 的优势是超低功耗和多信道数据传输,增加了系统数据容量,网关和终端系统能够支持测距和定位,非常适用于位置敏感的应用。
LoRa 拥有着阿里、腾讯、谷歌等的支持,可直接获得围绕在这些头部互联网玩家周围的生态支持。
可以预见,在未来的室内场景中,NB-IoT 与 LoRa 无疑将依托各自的生态进行长期的龙争虎斗。
NB-IoT 和 LoRa 对比
(1) 频段、成本、服务质量
NB-IOT 和蜂窝通信使用的是运营商提供的授权频段,因为是专门划分的频段,因此干扰相对要少很多,虽然实际应用中会收取一定的通信费用,但是相应的也会提供更好的信号服务质量,安全性和认证。而且针对目前蜂窝网络基站的建成更有利于快速大规模应用。
LoRa 工作在 Sub-1G 的非授权频段,无需申请便可以建立网络设备,相对来说网络架构简单,而且实际应用中不需要额外付通信费用,但是因为是开放频段,所以实际应用非常广泛,容易受到其他相同频段设备的干扰。
(2) 通信距离
NB-IOT 信号覆盖范围取决于其基站密度和链路预算,借助前期的资源优势,能够实现比 LoRa 更广的范围覆盖和更好的 QoS,且 NB-IoT 自身具有高达 164dB 的链路预算,使其传输距离可达 15km~20km。
LoRa 使用线性调频扩频调制技术,既保持了像 FSK(频移键控)一样的低功耗特性,也显著增加了通信传输距离,从而提高网络效率和抗干扰能力,即不同扩频序列的终端在使用相同的频率同时发送时不会相互干扰,在此基础上研发的网关能实现多路并行的数据接受,大大扩展了网络容量。LoRa 节点的传输距离可达 12~15 km 覆盖范围(空旷郊区环境,市区环境传输距离会下降)。
(3) 低功耗、电池寿命
低功耗是物联网的核心指标之一,关于电池寿命方面需要考虑协议内容和节点电流消耗两个重要因素。
NB-IOT 同步协议的节点必须定期地联网,所需要的“峰值电流”比采用非线性调制的 LoRa 多出了几个数量级,尤其是在唤醒后请求基站到接入服务器的过程中,会存在大量电池电量的消耗。
LoRa 是基于 ALOHA 协议的异步通信方式,因此可以根据具体应用需求进行精准的休眠时间设定,达到充分利用电池电量的目的。
(4) 设备成本
对终端节点来说,LoRa 相比 NB-IOT 更加简单,更容易开发,NB-IOT 的协议和调制机制比较复杂,需要更复杂的电路设计和更多的花费,同时 NB-IOT 采用授权频段,通信需要收取一定的费用。
通过以上的分析,LoRa 和 NB-IoT 最大的区别是:NB-IoT 是工作在蜂窝授权频段上,网络由运营商进行部署和维护,为保证能与基站进行正常的通信以及工作,有必要在产品实际部署之前对其功能进行有效的验证。
而 LoRa 是非蜂窝网络,其标准细节的非公开性,使得产生用于验证的标准信号是个难点。LoRa 可以利用传统的信号塔、工业基站甚至是便携式家庭网关来进行。构建基站和家庭网关价格便宜。在成本上来看,LoRa 无线模块和 NB-IoT 无线模块成本相差不大,但在隐形成本上 NB-IoT 明显是要高于 LoRa 无线模块。
NB-IoT 和 LoRa 目前都还处于发展的起步阶段,需要各方投入和共同发展。当大规模部署成为可能的时候,NB-IoT 和 LoRa 的模组成本也会进一步降低。就技术方案而言,在短时间内,NB-IoT 和 LoRa 肯定会并行,各有优点、各有缺点,很难说谁压倒谁;但是,如果受到技术方案以外的因素影响,比如赢利模式的创新,与应用行业的紧密结合,借助行业的影响力,两者都有可能率先占据市场。
总之,在新一波的物联网发展的行情中,先把项目落地,才有赢得先人一步的机会。NB-IoT 和 LoRa 不仅仅需要产品的创新,更需要项目应用的创新。
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