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[導(dǎo)讀] 近年來,全球物聯(lián)網(wǎng)各種技術(shù)層出不窮,尤其是低功耗廣域接入(LPWAN)技術(shù),發(fā)展得非常迅猛。 在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,行業(yè)主要以NB-IoT與LoRa兩種技術(shù)為主,支撐各行各業(yè)

近年來,全球物聯(lián)網(wǎng)各種技術(shù)層出不窮,尤其是低功耗廣域接入(LPWAN)技術(shù),發(fā)展得非常迅猛。

在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,行業(yè)主要以NB-IoTLoRa兩種技術(shù)為主,支撐各行各業(yè)互聯(lián),也開創(chuàng)智能電表、共享空調(diào)等多種創(chuàng)新業(yè)務(wù)。

筆者在前幾天文章《一文讀懂NB-IoT的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和前景》、《物聯(lián)網(wǎng)中的LoRa,到底是個什么鬼?》中分別概括了NB-IoT與LoRa兩種技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀。

業(yè)內(nèi)人士經(jīng)常將兩種技術(shù)拿來進(jìn)行比較,哪種技術(shù)更適合國內(nèi)市場發(fā)展的討論也在持續(xù),對于要建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的垂直行業(yè)企業(yè)而言,如何選擇兩種技術(shù),本篇文章試著來找一下答案。

LoRa和NB-IoT發(fā)展現(xiàn)狀

隨著近幾年的快速發(fā)展,LoRa和NB-IoT在廣覆蓋上都取得了長足的進(jìn)展,NB-IoT目前已經(jīng)完成了全國超過300多個城市的覆蓋,終端連接數(shù)已經(jīng)超過5000萬,且每年以千萬級數(shù)量遞增,覆蓋行業(yè)包括智慧城市、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、物流等各行各業(yè)。

而LoRa也在全國多點(diǎn)開花。LoRa作為比NB-IoT更早出現(xiàn)的技術(shù),也受到一些垂直行業(yè)市場的關(guān)注。同時,一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)選擇推動LoRa技術(shù)發(fā)展,意圖借LoRa技術(shù)開辟IoT新路。

如今,雙方都需要尋找新的增長場景,而智能家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場方興未艾,無論是市場未來的發(fā)展廣度還是深度都值得各種技術(shù)投入大力發(fā)展。因此,誰能占據(jù)市場領(lǐng)先地位,能夠獲得更多的產(chǎn)業(yè)鏈支持,形成更為完善的生態(tài)系統(tǒng),就能在未來獲得更大的贏面。

同為廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的LoRa和NB-IoT在這種短距離覆蓋場景中都具有先天優(yōu)勢,覆蓋面積廣、功耗低、有著強(qiáng)大的管理平臺、豐富的終端種類以及大量的產(chǎn)業(yè)鏈上下游支持。

IHS Markit報告指出,曾經(jīng)廣泛開放的LPWAN市場領(lǐng)域開始明顯緊縮,不過仍處于初期發(fā)展階段。2018年只有1.5億個LPWAN鏈路被布署,到2023年LoRa與NB-IoT可望占據(jù)所有LPWAN鏈路的86%,其中LoRa可能會獲得更多私有網(wǎng)絡(luò)采用,NB-IoT則主要應(yīng)用于公共網(wǎng)絡(luò)。

NB-IoT特點(diǎn)

NB-IoT在帶寬和成本上優(yōu)勢明顯,構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180KHz的帶寬,可直接部署UMTS網(wǎng)絡(luò)、LTE網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò),很容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的升級。同時,相對于4G網(wǎng)絡(luò),它支持的待機(jī)時間長,連接高效,而且聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命很高。

NB-IoT的優(yōu)勢應(yīng)用場景:正是因?yàn)镹B-IoT技術(shù)成本低、功耗低,所以在定位、水表和停車等領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛,如共享單車?yán)锞陀袃?nèi)置NB-IoT模組,實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通訊。

更重要的是,NB-IoT背靠運(yùn)營商對于室內(nèi)場景覆蓋有著天然的優(yōu)勢。確定的頻譜資源,并可利用運(yùn)營商原有的室分系統(tǒng)完成覆蓋,可通過融合套餐,設(shè)備體驗(yàn)等方式將NB-IoT設(shè)備推入到用戶家庭當(dāng)中。廣泛應(yīng)用于如智能家居、智能零售和智慧城市等行業(yè)中。

NB-IoT雖然優(yōu)勢明顯,但在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀是缺乏一個統(tǒng)一的開放產(chǎn)業(yè)平臺,同時標(biāo)準(zhǔn)、芯片、網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)的應(yīng)用層廠商以中小企業(yè)為主,還需要壯大自身聯(lián)盟的實(shí)力,打造強(qiáng)大的生態(tài)。

LoRa特點(diǎn)

目前在國內(nèi),由于備受國家政策、電信運(yùn)營商和業(yè)內(nèi)大廠的青睞,NB-IoT技術(shù)的發(fā)展可謂如火如荼。相比而言,此前因頻段授權(quán)問題沉寂許久的LoRa技術(shù)低調(diào)很多。

然而,隨著阿里巴巴和中國鐵塔合作,以及騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭宣布加入LoRa聯(lián)盟的消息又為該產(chǎn)業(yè)注入一支“強(qiáng)心劑”,LoRa技術(shù)或?qū)⒃趪鴥?nèi)迎來又一個春天。

LoRa的一大特點(diǎn)是在同樣功耗下比其它無線方式傳播的距離更遠(yuǎn),實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一,LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由基站(也可以是網(wǎng)關(guān))、服務(wù)器、LoRa終端和物聯(lián)網(wǎng)云四部分組成,其特點(diǎn)是應(yīng)用端和服務(wù)器端數(shù)據(jù)雙向傳遞。

LoRa的優(yōu)勢是超低功耗和多信道數(shù)據(jù)傳輸,增加了系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量,網(wǎng)關(guān)和終端系統(tǒng)能夠支持測距和定位,非常適用于位置敏感的應(yīng)用。

LoRa擁有著阿里、騰訊、谷歌等的支持,可直接獲得圍繞在這些頭部互聯(lián)網(wǎng)玩家周圍的生態(tài)支持。

可以預(yù)見,在未來的室內(nèi)場景中,NB-IoT與LoRa無疑將依托各自的生態(tài)進(jìn)行長期的龍爭虎斗。

NB-IoT和LoRa對比

(1) 頻段、成本、服務(wù)質(zhì)量

NB-IOT和蜂窩通信使用的是運(yùn)營商提供的授權(quán)頻段,因?yàn)槭菍iT劃分的頻段,因此干擾相對要少很多,雖然實(shí)際應(yīng)用中會收取一定的通信費(fèi)用,但是相應(yīng)的也會提供更好的信號服務(wù)質(zhì)量,安全性和認(rèn)證。而且針對目前蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站的建成更有利于快速大規(guī)模應(yīng)用。

LoRa工作在Sub-1G的非授權(quán)頻段,無需申請便可以建立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,相對來說網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單,而且實(shí)際應(yīng)用中不需要額外付通信費(fèi)用,但是因?yàn)槭情_放頻段,所以實(shí)際應(yīng)用非常廣泛,容易受到其他相同頻段設(shè)備的干擾。

(2) 通信距離

NB-IOT信號覆蓋范圍取決于其基站密度和鏈路預(yù)算,借助前期的資源優(yōu)勢,能夠?qū)崿F(xiàn)比LoRa更廣的范圍覆蓋和更好的QoS,且NB-IoT自身具有高達(dá)164dB的鏈路預(yù)算,使其傳輸距離可達(dá)15km~20km。

LoRa使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù),既保持了像FSK(頻移鍵控)一樣的低功耗特性,也顯著增加了通信傳輸距離,從而提高網(wǎng)絡(luò)效率和抗干擾能力,即不同擴(kuò)頻序列的終端在使用相同的頻率同時發(fā)送時不會相互干擾,在此基礎(chǔ)上研發(fā)的網(wǎng)關(guān)能實(shí)現(xiàn)多路并行的數(shù)據(jù)接受,大大擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)容量。LoRa節(jié)點(diǎn)的傳輸距離可達(dá) 12~15 km覆蓋范圍(空曠郊區(qū)環(huán)境,市區(qū)環(huán)境傳輸距離會下降)。

(3) 低功耗、電池壽命

低功耗是物聯(lián)網(wǎng)的核心指標(biāo)之一,關(guān)于電池壽命方面需要考慮協(xié)議內(nèi)容和節(jié)點(diǎn)電流消耗兩個重要因素。

NB-IOT同步協(xié)議的節(jié)點(diǎn)必須定期地聯(lián)網(wǎng),所需要的“峰值電流”比采用非線性調(diào)制的LoRa多出了幾個數(shù)量級,尤其是在喚醒后請求基站到接入服務(wù)器的過程中,會存在大量電池電量的消耗。

LoRa是基于ALOHA協(xié)議的異步通信方式,因此可以根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行精準(zhǔn)的休眠時間設(shè)定,達(dá)到充分利用電池電量的目的。

(4) 設(shè)備成本

對終端節(jié)點(diǎn)來說,LoRa相比NB-IOT更加簡單,更容易開發(fā),NB-IOT的協(xié)議和調(diào)制機(jī)制比較復(fù)雜,需要更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)和更多的花費(fèi),同時NB-IOT采用授權(quán)頻段,通信需要收取一定的費(fèi)用。

通過以上的分析,LoRa和NB-IoT最大的區(qū)別是:NB-IoT是工作在蜂窩授權(quán)頻段上,網(wǎng)絡(luò)由運(yùn)營商進(jìn)行部署和維護(hù),為保證能與基站進(jìn)行正常的通信以及工作,有必要在產(chǎn)品實(shí)際部署之前對其功能進(jìn)行有效的驗(yàn)證。

而LoRa是非蜂窩網(wǎng)絡(luò),其標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)的非公開性,使得產(chǎn)生用于驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)信號是個難點(diǎn)。LoRa可以利用傳統(tǒng)的信號塔、工業(yè)基站甚至是便攜式家庭網(wǎng)關(guān)來進(jìn)行。構(gòu)建基站和家庭網(wǎng)關(guān)價格便宜。在成本上來看,LoRa無線模塊和NB-IoT無線模塊成本相差不大,但在隱形成本上NB-IoT明顯是要高于LoRa無線模塊。

NB-IoT和LoRa目前都還處于發(fā)展的起步階段,需要各方投入和共同發(fā)展。當(dāng)大規(guī)模部署成為可能的時候,NB-IoT和LoRa的模組成本也會進(jìn)一步降低。就技術(shù)方案而言,在短時間內(nèi),NB-IoT和LoRa肯定會并行,各有優(yōu)點(diǎn)、各有缺點(diǎn),很難說誰壓倒誰;但是,如果受到技術(shù)方案以外的因素影響,比如贏利模式的創(chuàng)新,與應(yīng)用行業(yè)的緊密結(jié)合,借助行業(yè)的影響力,兩者都有可能率先占據(jù)市場。

總之,在新一波的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的行情中,先把項(xiàng)目落地,才有贏得先人一步的機(jī)會。NB-IoT和LoRa不僅僅需要產(chǎn)品的創(chuàng)新,更需要項(xiàng)目應(yīng)用的創(chuàng)新。

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