物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)NB-IoT和LoRa的異同點

    物聯(lián)網(wǎng)如今已是非常火熱，各大企業(yè)都在摩拳擦掌準(zhǔn)備進入這片未來的萬億市場。 NB-IoT和LoRa兩種技術(shù)具有不同的技術(shù)和商業(yè)特性，也是最有發(fā)展前景的兩個低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)。這兩種LPWAN技術(shù)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(lián)網(wǎng)應(yīng)用，都在積極擴建自己的生態(tài)系統(tǒng)。但是在2017年12月13日發(fā)布的《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求（征求意見稿）》（以下簡稱《征求意見稿》）中明確了物聯(lián)網(wǎng)使用頻率的范疇，470-510MHz頻段可作為民用無線電計量儀表使用頻段，不過只限單頻點使用，不能用于組網(wǎng)應(yīng)用，這無疑是給相關(guān)行業(yè)的人潑了一盆冷水。我國在低功耗廣域網(wǎng)中，這兩種無疑是最熱門的技術(shù)。其中NB-IoT使用了授權(quán)頻段，有三種部署方式，獨立部署、保護帶部署、帶內(nèi)部署，并且全球的主流頻段也集中在800MHz和900MHz而LoRa使用的則是免授權(quán)的ISM頻段，中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟使用470-518MHz，因此，《征求意見稿》的出臺，也不難被認(rèn)為是在針對LoRa。

    NB-IoT、LoRa簡述

    NB-IOT(NarrowBandInternetofThings，NB-IoT，又稱窄帶物聯(lián)網(wǎng))，是由3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是一種專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的窄帶射頻技術(shù)；LoRa(LongRange)是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端(可內(nèi)置LoRa模塊)、網(wǎng)關(guān)(或稱基站)、Server和云四部分組成，應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。

     NB-IoT、LoRa使用頻段

    NB-IoT使用了授權(quán)頻段，有三種部署方式：獨立部署、保護帶部署、帶內(nèi)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(lián)通會選擇900MHz，中國移動則可能會重耕現(xiàn)有900MHz頻段。

   LoRa使用的是免授權(quán)ISM頻段，但各國或地區(qū)的ISM頻段使用情況是不同的。在中國市場，由中興主導(dǎo)的中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟（CLAA）推薦使用了470-518MHz。而無線電計量儀表使用頻段為470-510MHz。由于LoRa是工作在免授權(quán)頻段的，無需申請即可進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單，運營成本也低。LoRa聯(lián)盟正在全球大力推進標(biāo)準(zhǔn)化的Lo-RaWAN協(xié)議，使得符合LoRaWAN規(guī)范的設(shè)備可以互聯(lián)互通。

LoRa和NB同為低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，是當(dāng)前國內(nèi)主流的兩種技術(shù)流派：

一、運營模式（商業(yè)模式）

1、NB是運營商建網(wǎng)。是雙刃劍；是其優(yōu)勢所在，也是其劣勢所在。

優(yōu)勢在于：運營商代建網(wǎng)絡(luò)，業(yè)主不需要考慮基站部署；

劣勢在于：

（1）網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量取決于運營商，業(yè)主無法控制；

運營商是面向全行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，如果出現(xiàn)信號盲區(qū)不可能為業(yè)主進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、信號補盲等。

（2）數(shù)據(jù)必須經(jīng)過運營商，業(yè)主需要和運營商對接獲取經(jīng)營數(shù)據(jù)；保密性存在問題，運營數(shù)據(jù)不可控；

對于有能力、有志于自主運營、業(yè)務(wù)擴展增值的業(yè)主來說是個障礙；

2、LoRa是企業(yè)自建網(wǎng)。與NB運營商建網(wǎng)的優(yōu)劣勢正好相反；

優(yōu)勢在于：

（1）業(yè)主可自主把控網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，對于網(wǎng)絡(luò)覆蓋可快速優(yōu)化補充；

（2）可自主運營；運營數(shù)據(jù)掌握在自己手中，根據(jù)業(yè)務(wù)需要擴展網(wǎng)絡(luò)；

劣勢在于：需要考慮LoRa基站的部署建設(shè)，更多地是表現(xiàn)在基站選址、供電，以及站址協(xié)調(diào)問題。

二、建設(shè)及運營成本

1、NB屬于運營商建網(wǎng)，用戶需要承擔(dān)的是NB模組硬件成本+NB運營商網(wǎng)絡(luò)租用成本。

2、LoRa屬于自建網(wǎng)，用戶需要承擔(dān)LoRa模組成本+LoRa基站成本。

3、從當(dāng)前的成本來說，盡管國家及運營商有補貼政策，NB的模組硬件費用、以及運營成本都高，粗略估算NB的總成本大約比LoRa高20~30%。

模組功耗

1、NB的功耗當(dāng)前比LoRa要高，但具體對比與終端數(shù)據(jù)接收及發(fā)射頻率有很大關(guān)系；高頻應(yīng)用對NB的功耗影響非常顯著，這與休眠/喚醒機制有很大關(guān)系，而LoRa則受此影響較少。

2、如果是低頻采集，如一月一次，那么NB的功耗可保證數(shù)年使用壽命，完全可以支撐應(yīng)用；如果是較高頻采集，如一小時甚至半小時一次，預(yù)計NB的功耗將至少是LoRa的三倍以上。

三、覆蓋深度

1、NB是面向公眾建的公用網(wǎng)絡(luò)，并且每臺NB基站的建設(shè)費用可達數(shù)十萬；這意味著其覆蓋深度的目標(biāo)是保證大部分終端可用，對于少部分應(yīng)用終端不太可能去深度覆蓋。

2、LoRa是私網(wǎng)，并且每臺LoRa基站的費用只需幾千；這意味著其覆蓋深度可控，隨時可進行補盲。

四、覆蓋廣度

1、NB屬于運營商建網(wǎng)，運營商考慮其效益因素，會更多地考慮在人口密集區(qū)域，如一二三四線城市，尤其是市區(qū)人口密集區(qū)做重點覆蓋；那么在人口稀疏地區(qū)至少在當(dāng)前階段不是重點。

2、LoRa做為私網(wǎng)建設(shè)，則不受此影響。

五、應(yīng)用舉例

1、適合NB的應(yīng)用：

（1）共享單車：分布廣，單位密度小，適合借助運營商網(wǎng)絡(luò)；

（2）智能抄表：業(yè)主對采集頻率不高，對網(wǎng)絡(luò)可用性沒有高要求的，又不想考慮自建基站；

（3）積水/管網(wǎng)監(jiān)測：分布廣，單位密度?。?/p>

（4）通用型可穿戴系列：終端分布在整個城區(qū)，適合借助運營商網(wǎng)絡(luò)；

（5）地磁車檢器：通過地磁來感應(yīng)磁場變化從而進行車輛出入車位的判斷，上下行的無線鏈路采用NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)。

2、適合LoRa的應(yīng)用：

（1）智能抄表：業(yè)主對采集頻率有高要求需要做數(shù)據(jù)分析，對網(wǎng)絡(luò)可用性有高要求；

（2）道路泊車檢測器：地磁車檢器采集頻率較高，而對終端壽命又有一定要求；

（3）野外郊區(qū)的，如礦業(yè)、采掘業(yè)、郊區(qū)重工業(yè)等；

（4）區(qū)域集中型：如高校、普教、園區(qū)的用戶，想建設(shè)私網(wǎng)對自己的設(shè)施及應(yīng)用進行管理。

    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，那么什么都有可能。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。