万物互联时代 LoRa vs NB-IOT分秒必争



来源 / 物联网云平台

撰文 / 七月

近几年,物联网的突破发展,再加上5G商用,让“万物互联”的概念不断成为现实,并被应用到不同的实际场景中,如工业互联网、智慧城市、智慧交通、智能家居等应用场景。与此同时,物联网相关的通信技术也崭露头角。

物联网的每次进步都会对无线通信技术提出更高的要求,尤其是对具有低宽带、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的无线通信技术LPWAN(低功耗广域网),其中的代表就是LoRa和NB-IOT。

这两种技术,相较而言,NB-IoT技术更受国家政策、电信运营商和业内大厂青睐,因频段授权问题沉寂许久的LoRa技术就显得低调很多。但在物联网应用场景中,这两种技术势均力敌。

回顾LoRa技术历史 看市场发展前景

LoRa的全称是远距离无线电(LongRange Radio),具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性,在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

LoRa技术最早是由法国公司Cycleo开发的一种扩频无线调制专利技术。2012年,Cycleo公司被美国Semtech公司收购,收购之后,Semtech为促进LoRa生态,联合Actility、Cisco和IBM等多家厂商共同发起创立LoRa联盟。

目前LoRa联盟在全球拥有超过500个会员,并在全球超过100个国家布置了LoRa网络。这些网络遍及美国、加拿大、巴西、中国、俄罗斯、印度、马来西亚、新加坡等国家和地区。

在中国,因2017年12月工信部印发的《微功率短距离无线电发射设备技术要求》(征求意见稿)》导致2018年上半年LoRa在国内的发展备受争议,但随之广电、铁塔及阿里巴巴、Google、腾讯等互联网巨头相继加入LoRa联盟阵营,为LoRa技术注入“强心剂”,给LoRa迎来了又一个春天。由此, LoRa技术在中国的发展将更受瞩目。

据IHS Markit发布的资料显示,2018年初,全球范围内部署的基于LoRa的网关数量已超过7万,到2019年初,全球共部署了约8000万个LoRa 终端结点和数十万个LoRa网关。而2025年,全球范围内的机器对机器的连接数量将增长至270亿。

从技术来讲,LoRa使用的是免授权ISM频段,无需申请即可进行网络的建设,网络架构简单,运营成本也低。

从通信距离来看,LoRa依赖独有的专利技术提供了最大168dB的链路预算和+20dBm的功率输出。一般地,在城市中无线距离范围是1~2公里,在郊区无线距离最高可达20km。

简单地讲,LoRa具有的优势:远距离、易于建设和部署、寿命长、低成本


表格来源:全球物联网观察



同时,为了使得符合LoRaWAN规范的设备可以互联互通,LoRa联盟正在全球大力推进标准化的LoRaWAN协议。



很显然,LoRa在国际上的发展远比国内要火爆得多。而主要归功于众多的LoRa联盟成员们的齐力推动,LoRa技术才将拥有着广阔的国际市场前景。

后起之秀NB-IOT 备受国家和运营商偏爱

2015年,华为联合高通、沃达丰等国际知名企业正式提出NB-IOT的概念。不仅仅是华为,三大运营商们对NB-IOT也青睐有加。

同样的是,政府也在大力支持NB-IOT的发展,国家针对NB-IOT更是推出过多项相关政策进行扶持,工信部明确要求2020年基站规模要达到150万,连接数要超过6亿。

运营商和政府之所以积极推动NB-IOT,必然有它独特所在。

NB-IOT具有四大特点:覆盖广、海量连接、低功耗、低成本。

在覆盖广这方面,一个NB-IOT基站可以覆盖10KM的范围,毫不夸张的说,一个小县城对应一个基站就可以。同时NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益,能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方,在地下是不可能有信号打电话的,但NB-IOT仍然可以通信!

在海量连接这方面,NB-IOT的频率可达200KHz,就当于与提供了10万个连接。连接越多基站就建的越少,那就更省钱。在广大连接下,有降低了成本。

从功耗上来说,NB-IoT引入了eDRX(扩展不连续接收)省电技术和PSM省电模式,进一步降低了功耗,延长了电池使用时间。

LoRa和NB-IOT应用场景比较

按照应用领域划分可将LPWAN技术的应用场景细分为公共事业,消费与医疗,智慧工业,智慧楼宇,农业与环境,智慧物流与智慧城市七大垂直市场。

因不同的物联网场景对无线通信技术的需求不同,故部署网络时需基于网络环境及具体场景需求选择合适的通信技术。LoRa和NB-IOT分别应用的场景如下:


图片来源于艾瑞咨询



总结

作为LPWAN技术的两大阵营LoRa和NB-IOT,利与弊是共存的。

LoRa方面,业主(企业)可以自主把控网络质量和运营,掌握运营数据,可随时扩展网络,特别自由。但是LoRa基站建设比较麻烦,并且在安全性上存在诸多问题,无法支撑大规模IOT商用部署安全要求。

NB-IOT技术的管控就比较专制了,主要的话语权在运营商,网络质量和数据都取决于运营商,业主是无法控制的。

正是因为LoRa和NB-IOT之间存在差异性,才能够在物联网应用场景中发挥着不同的作用。

目前,LoRa和NB-IOT虽然仍处于物联网初级阶段,但是未来,这两种技术在竞合之间会找到各自定位,期待在国家、运营商、AT等互联网巨头扶持下有更大的突破,不断创新,共同推动LPWAN的发展,实现真正意义上的百亿级连接。

(本文参考资料来源于电子发烧友、物联网世界、艾瑞咨询、全球物联网观察,感谢分享)

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