NB-IOT VS LoRa，物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之間的對(duì)決

 物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)無(wú)線通信技術(shù)提出了更高的要求，專為低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)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(gè)低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)。NB-IoT和LoRa兩種技術(shù)具有不同的技術(shù)和商業(yè)特性，所以在應(yīng)用場(chǎng)景方面會(huì)有不同。這里會(huì)針對(duì)二者的區(qū)別進(jìn)行闡述，并且對(duì)各自適合的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行說(shuō)明。

一. LoRa：易于建設(shè)和部署的低功耗廣域物聯(lián)技術(shù)

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(zhǎng)距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)(Long Range，簡(jiǎn)稱LoRa)的芯片。其接受靈敏度達(dá)到了驚人的-148dbm，與業(yè)界其他先進(jìn)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(luò)連接可靠性。

它使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，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(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)效率并消除了干擾，即不同擴(kuò)頻序列的終端即使使用相同的頻率同時(shí)發(fā)送也不會(huì)相互干擾，因此在此基礎(chǔ)上研發(fā)的集中器/網(wǎng)關(guān)(Concentrator/Gateway)能夠并行接收并處理多個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，大大擴(kuò)展了系統(tǒng)容量。線性擴(kuò)頻已在軍事和空間通信領(lǐng)域使用了數(shù)十年，因?yàn)槠淇梢詫?shí)現(xiàn)長(zhǎng)通信距離和干擾的魯棒性，而LoRa是第一個(gè)用于商業(yè)用途的低成本實(shí)現(xiàn)。隨著LoRa的引入，嵌入式無(wú)線通信領(lǐng)域的局面發(fā)生了徹底的改變。這一技術(shù)改變了以往關(guān)于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，提供一種簡(jiǎn)單的能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)電池壽命、大容量、低成本的通訊系統(tǒng)。

LoRa主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行(即非授權(quán)頻段)，包括433、868、915 MHz等。LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端(內(nèi)置LoRa模塊)、網(wǎng)關(guān)(或稱基站)、服務(wù)器和云四部分組成，應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。

二、后起之秀：NB-IoT技術(shù)

NB-IoT是一種3GPP標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)置中功耗高和距離限制、采用授權(quán)頻譜的技術(shù)之一。

NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個(gè)新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)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(jī)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。

NB-IoT具備四大特點(diǎn)：

一是廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB，覆蓋面積擴(kuò)大100倍;

二是具備支撐海量連接的能力，NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬(wàn)個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);

三是更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年;

四是更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個(gè)接連模塊不超過(guò)5美元。

三、NB-IOT VS LoRa，他們終究還是相遇了

LoRa技術(shù)因其各方面優(yōu)良特性，在很久之前就獲得無(wú)數(shù)擁躉。適逢華為和移動(dòng)大力推動(dòng)的NB-IOT技術(shù)席卷水氣計(jì)量圈，在功耗和覆蓋面等諸多水氣行業(yè)關(guān)注的功能性問(wèn)題上，NB-IOT的勢(shì)頭也顯得當(dāng)仁不讓。兩個(gè)具有話題性的技術(shù)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(lái)設(shè)計(jì)可以滿足表計(jì)的要求，都是10年的壽命，但具體細(xì)節(jié)目前還沒(méi)有詳解。

在模塊的費(fèi)用上，據(jù)了解NB-IOT的芯片大概會(huì)在2美元，而LoRa是不會(huì)高于5美元，后期的維護(hù)兩者都是屬于容易型，至于是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上稍作修改還是會(huì)以一個(gè)新的收費(fèi)方式目前沒(méi)有具體下來(lái)。

在安全方面，NB-IOT技術(shù)可以達(dá)到電信級(jí)的安全指數(shù)，采用3GPP授權(quán)頻譜避免干擾問(wèn)題。而LoRa則采用多層加密的方式，ISM免授權(quán)頻譜，會(huì)存在干擾的問(wèn)題。

在靈敏度和準(zhǔn)確率上，兩種技術(shù)的鏈路預(yù)算都在155dB以上，對(duì)于準(zhǔn)確率和靈敏度來(lái)說(shuō)是完全沒(méi)問(wèn)題的。(為了有效地對(duì)比不同技術(shù)之間傳輸范圍的表現(xiàn)，使用一個(gè)叫做“鏈路預(yù)算”的定量指標(biāo)。鏈路預(yù)算包括影響接收端信號(hào)強(qiáng)度的每一變量，在其簡(jiǎn)化體系中包括發(fā)射功率加上接收端靈敏度)。

在覆蓋(信號(hào))方面，NB-IOT<25km,LoRa<11km相比下LoRa稍遜些。在信號(hào)不好時(shí)NB-IOT可以重復(fù)發(fā)送。

對(duì)于表計(jì)的安裝環(huán)境，NB-IOT技術(shù)在水表行業(yè)已經(jīng)有成功的實(shí)施案例，LoRa在面對(duì)惡劣環(huán)境也是可以的。

網(wǎng)絡(luò)部署上，對(duì)LoRa而言目前略顯尷尬，需要有一個(gè)強(qiáng)有力的手來(lái)推動(dòng)它的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，而NB-IOT可以基于LTE FDD或是GSM的升級(jí)也可以新建。

四.結(jié)語(yǔ)

任何技術(shù)都不能完全占領(lǐng)市場(chǎng)，NB-IoT將會(huì)對(duì)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用，從某種程度上說(shuō)，NB-IoT和LoRa是屬于兩個(gè)陣營(yíng)的。因?yàn)镹B-IoT主要依賴于運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行協(xié)議對(duì)接，LoRa是一個(gè)更靈活的自主網(wǎng)絡(luò)，在任何需要的地方，都可以進(jìn)行部署。它們兩者在物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中是互補(bǔ)共存的。