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物聯網NB-IoT與LoRa技術淺析
日期 :2017-08-18訪問次數 :12035 次

物聯網的無線通信技術很多 ,主要分為兩類 :一類是Zigbee 、WiFi 、藍牙 、Z-wave等短距離通信技術 ;另一類是LPWAN(low-power Wide -Area Network ,低功耗廣域網) ,即廣域網通信技術 。

物聯網的快速發展對無線通信技術提出了更高的要求 ,專為低帶寬 、低功耗 、遠距離 、大量連接的物聯網應用而設計的LPWAN也快速興起 。

物聯網應用需要考慮許多因素 ,例如節點成本 ,網絡成本 ,電池壽命 ,數據傳輸速率(吞吐率) ,延遲 ,移動性 ,網絡覆蓋範圍以及部署類型等 。NB-IoT和LoRa兩種技術具有不同的技術和商業特性 ,也是最有發展前景的兩個低功耗廣域網通信技術 。這兩種LPWAN技術都有覆蓋廣 、連接多 、速率低 、成本低 、功耗少等特點 ,均適合低功耗物聯網應用 ,都在積極擴建自己的生態係統 。

NB-IoT 、LoRa簡述

NB-IoT使用了授權頻段 ,有三種部署方式 :獨立部署 、保護帶部署 、帶內部署 。全球主流的頻段是800MHz和900MHz 。中國電信會把NB-IoT部署在800MHz頻段上 ,而中國聯通會選擇900MHz ,中國移動則可能會重耕現有900MHz頻段 。

LoRa使用的是免授權ISM頻段 ,但各國或地區的ISM頻段使用情況是不同的 。在中國市場 ,由中興主導的中國LoRa應用聯盟(CLAA)推薦使用了470-518MHz 。而無線電計量儀表使用頻段為470-510MHz 。由於LoRa是工作在免授權頻段的 ,無需申請即可進行網絡建設 ,網絡架構簡單 ,運營成本也低 。LoRa聯盟正在全球大力推進標準化的Lo-RaWAN協議 ,使得符合LoRaWAN規範的設備可以互聯互通 。

NB-IoT 、LORA的通信距離

NB-IoT通信距離 :

移動網絡的信號覆蓋範圍取決於基站密度和鏈路預算 。NB-IoT具有164dB的鏈路預算 ,GPRS的鏈路預算有144dB ,LTE是142.7dB 。與GPRS和LTE相比 ,NB-IoT鏈路預算有20dB的提升 ,開闊環境信號覆蓋範圍可以增加七倍 。20dB相當於信號穿透建築外壁發生的損失 ,NB-IoT室內環境的信號覆蓋相對要好 。一般地 ,NB-IoT的通信距離是15km 。

LoRa通信距離 :

LoRa以其獨有的專利技術提供了最大168dB的鏈路預算 。一般來說 ,在城市中無線距離範圍是1-2公裏 ,在郊區無線距離最高可達20km 。

NB-IoT 、LoRa成本對比

LPWAN協議無論多強大都需要考慮其低成本 ,否則它們就不算可行的物聯網解決方案 。LoRa在這方麵有優勢 。LoRaWAN模塊的總體成本在8-10美元左右 ,約為NB-IoT等蜂窩LTE模塊價格的一半 。NB-IoT網絡的複雜性越高 ,知識產權相關(授權頻段方麵)費用更高 ,提高了NB-IoT的總成本 。NB-IoT升級到先進的4G/ LTE基站比LoRa通過工業網關或塔頂網關部署更昂貴 。隨著市場越來越成熟 ,LoRa技術的成本預計將進一步下降 。

NB-IoT和LoRa目前都還處於發展的起步階段 ,需要各方投入和共同發展 。當大規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 。就技術方案而言 ,在短時間內 ,NB-IoT和LoRa肯定會並行 ,各有優點 、各有缺點 ,很難說誰壓倒誰 ;但是 ,如果受到技術方案以外的因素影響,比如贏利模式的創新 ,與應用行業的緊密結合 ,借助行業的影響力 ,那麽什麽都有可能 。在新一波的物聯網發展的行情中 ,先把項目落地 ,才有贏得先人一步的機會 。NB-IoT和LoRa不僅僅需要產品的創新 ,更需要項目應用的創新 。

來源:山西日報(太原)