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物聯網NB-IoT與LoRa技術淺析
日期:2017-08-18訪問次數:3887 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,網絡覆蓋范圍以及部署類型等。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系統。

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。由于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規范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范圍取決于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,開闊環境信號覆蓋范圍可以增加七倍。20dB相當于信號穿透建筑外壁發生的損失,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,在城市中無線距離范圍是1-2公里,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在這方面有優勢。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網絡的復雜性越高,知識產權相關(授權頻段方面)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目前都還處于發展的起步階段,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肯定會并行,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,那么什么都有可能。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)

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