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)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
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:正是因為NB-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,如共享單車里就有內(nèi)置NB-IoT模組,,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通訊,。
更重要的是,NB-IoT背靠運營商對于室內(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,、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)盟的實力,,打造強大的生態(tài),。
LoRa特點
目前在國內(nèi),由于備受國家政策,、電信運營商和業(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的一大特點是在同樣功耗下比其它無線方式傳播的距離更遠,,實現(xiàn)了低功耗和遠距離的統(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營商提供的授權(quán)頻段,,因為是專門劃分的頻段,,因此干擾相對要少很多,雖然實際應(yīng)用中會收取一定的通信費用,,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,,而且實際應(yīng)用中不需要額外付通信費用,但是因為是開放頻段,,所以實際應(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164dB的鏈路預(yù)算,,使其傳輸距離可達15km~20km,。
LoRa使用線性調(diào)頻擴頻調(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)能實現(xiàn)多路并行的數(shù)據(jù)接受,,大大擴展了網(wǎng)絡(luò)容量。LoRa節(jié)點的傳輸距離可達 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)點電流消耗兩個重要因素,。
NB-IOT同步協(xié)議的節(jié)點必須定期地聯(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)用需求進行精準的休眠時間設(shè)定,,達到充分利用電池電量的目的,。
(4) 設(shè)備成本
對終端節(jié)點來說,LoRa相比NB-IOT更加簡單,,更容易開發(fā),,NB-IOT的協(xié)議和調(diào)制機制比較復(fù)雜,需要更復(fù)雜的電路設(shè)計和更多的花費,,同時NB-IOT采用授權(quán)頻段,,通信需要收取一定的費用。
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)由運營商進行部署和維護,為保證能與基站進行正常的通信以及工作,,有必要在產(chǎn)品實際部署之前對其功能進行有效的驗證,。
而LoRa是非蜂窩網(wǎng)絡(luò),其標(biāo)準細節(jié)的非公開性,,使得產(chǎn)生用于驗證的標(biāo)準信號是個難點,。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,、各有缺點,,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,,先把項目落地,,才有贏得先人一步的機會。NB-IoT和LoRa不僅僅需要產(chǎn)品的創(chuàng)新,,更需要項目應(yīng)用的創(chuàng)新,。