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              行業新聞

              NB-IoT和LoRa互為補充長期共存

                NB-IoT與LoRa究竟為何物?
               
                NB-IoT是指窄帶物聯網(Narrow Band-Internet of Things)技術,是工作在授權頻段的技術,核心是面向低端物聯網終端(低耗流),適合廣泛部署在智能家居、智能城市、智能生產等領域,對長距離、低速率、低功耗、多終端的物聯網應用具有較大優勢。
               
                LoRa是指由升特公司(Semtech)發布的一種專用于無線電調制解調的技術,是工作在非授權頻段的技術,它使用線性調頻擴頻調制技術,即保持了像FSK(頻移鍵控)調制相同的低功耗特性,又明顯地增加了通信距離,同時提高了網絡效率并消除了干擾,即不同擴頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發送也不會相互干擾,因此在此基礎上研發的集中器/網關(Concentrator/Gateway)能夠并行接收并處理多個節點的數據,大大擴展了系統容量。
               
                NB-IoT與LoRa的技術特點比較
               
                NB-IoT具備四大特點:
               
                廣覆蓋,將提供改進的室內覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現有的網絡增益20dB,覆蓋面積擴大100倍;
               
                具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個扇區能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構;
               
                更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;(如果終端每天發送一次200byte報文,5瓦時電池壽命可達12.8年)
               
                更低的模塊成本,企業預期的單個接連模塊不超過5美元。
               
                LoRa的優勢主要體現在以下幾個方面:
               
                大大的改善了接收的靈敏度,降低了功耗。高達157db的鏈路預算使其通信距離可達15公里(與環境有關)。其接收電流僅10mA,睡眠電流200nA,這大大延遲了電池的使用壽命;
               
                基于該技術的網關/集中器支持多信道多數據速率的并行處理,系統容量大。每個網關每天可以處理500萬次各節點之間的通信(假設每次發送10Bytes,網絡占用率10%)。如果把網關安裝在現有移動通信基站的位置,發射功率20dBm(100mW),那么在建筑密集的城市環境可以覆蓋2公里左右,而在密度較低的郊區,覆蓋范圍可達10公里;
               
                基于終端和集中器/網關的系統可以支持測距和定位。LoRa對距離的測量是基于信號的空中傳輸時間而非傳統的RSSI(Received Signal Sterngth Ind-ication),而定位則基于多點(網關)對一點(節點)的空中傳輸時間差的測量。其定位精度可達5m(假設10km的范圍)。
               
                LoRa和NB-IoT相比功耗更低,成本更低,能夠滿足物聯網碎片化的應用需求。而NB-IoT帶寬更大,更適合大網覆蓋,不過其只能部署在有長期供電的場景下,而LoRa并不需要。這也意味著,未來NB-IoT做大網覆蓋,而LoRa在NB-IoT上做低功耗覆蓋來滿足各種應用場景需求。這也就是說未來大部分物聯網應用將發生在LoRa上,并通過NB-IoT傳輸數據。
               
                NB-IoT和LoRa應用場景適用性對比
               
                智能電表
               
                在智能電表領域相關的公司和部門需要高速率的數據傳輸、頻繁的通信和低延遲。由于電表是由電源供電的,所以并沒有超低功耗和長電池使用壽命的需求。并且還需要對線網進行實時監控以便發現隱患時及時處理。LoRaWAN的ClassC可以實現低延遲,但是對于高傳輸速率和頻繁通信的需求NB-IoT是更適合于智能電表的選擇。并且電表一般安裝在人口密集的地區的固定位置,所以對于運營商部網也較為容易。
               
                智慧農業
               
                對農業來說,低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器的應用對于農業提高產量、減少水資源的消耗等有重要的意義,這些傳感器需要定期地上傳數據。LoRa十分適用于這樣的場景。而且很多偏遠的農場或者耕地并沒有覆蓋蜂窩網絡,更不用說4G/LTE了,所以NB-IoT并不如LoRa一樣適合于智慧農業。
               
                自動化制造
               
                工廠機器的運行需要實時的監控,不僅可以保證生產效率而且通過遠程監控可以提高人工效率。在工廠的自動化制造和生產中,有許多不同類型的傳感器和設備。一些場景需要頻繁的通信并且確保良好的服務質量(QoS),這時NB-IoT是較為合適的選擇。而一些場景需要低成本的傳感器配以低功耗和長壽命的電池來追蹤設備、監控狀態,這時LoRa便是合理的選擇。所以對于自動化生產制造的多樣性來說,NB-IoT 和LoRa都有用武之地。
               
                智能建筑
               
                對于建筑的改造,加入溫濕度、安全、有害氣體、水流監測等傳感器并且定時的將監測的信息上傳,方便了管理者的監管同時更方便了用戶。通常來說這些傳感器的通信不需要特別頻繁或者保證特別好的服務質量,同時便攜式的家庭式網關便可以滿足需要。所以該場景LoRa是比較合適的選擇。
               
                零售終端(POS)
               
                零售終端(POS)系統往往需要較頻繁和高質量的通信,而且這些設備通常有專門供電的設備,所以對于較長的電池使用壽命沒有要求。同時對于通信的時效性和低延遲要求較高。所以出于以上考慮NB-IoT比較適合于本應用。
               
                物流追蹤
               
                追蹤或者定位市場的一個重要的需求就是終端的電池使用壽命。物流追蹤可以作為混合型部署的實際案例。物流企業可以根據定位的需要在需要場所部網,可以是倉庫或者運輸車輛上,這時便攜式的基站便派上了用場。LoRa可以提供這樣的部署方案,而對于NB-IoT來說追蹤范圍過大基站的鋪設是很大的問題。同時LoRa有一個特點,在高速移動時通信相對于NB-IoT更穩定。出于以上的考慮,LoRa更適合于物流追蹤。
               
                結語
               
                一項技術由紙面到商用離不開一個強大生態系統的支撐。長期以來,物聯網連接技術各自為戰,從芯片到系統各方采用的規范不一,造成大規模部署的瓶頸。
               
                如今,中國電信、中國移動、中國聯通、華為與高通等運營商的陸續部署逐漸構建起了支撐NB-IOT技術產業的生態系統,而Orange、軟銀、Senet和Comcast等各國主流運營商的紛紛運用也使得LoRa技術行業的生態已初步成型。兩項技術均在持續擴大中,使之擁抱萬物互聯的條件慢慢開始成熟。大量的供應商與運營商也在不斷的展開試點,相信日后NB-IoT與LoRa的互補發展將大大推動物聯網技術的革新與進步。

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