物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)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(lián)網(wǎng)應用而設計的LPWAN(low-power Wide-Area Network，低功耗廣域網(wǎng))也快速興起。
物聯(lián)網(wǎng)應用需要考慮諸多因素，例如節(jié)點成本、網(wǎng)絡成本、電池壽命、數(shù)據(jù)傳輸速率(吞吐率)、延遲、移動性、網(wǎng)絡覆蓋范圍以及部署類型等，可以說沒有一種技術可以滿足IoT所有的需求。NB-IoT和LoRa兩種技術具有不同的技術和商業(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。這兩種LPWAN技術都有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗小等特點，都適合低功耗物聯(lián)網(wǎng)應用，都在積極擴建自己的生態(tài)系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)通信技術
物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術很多，主要分為兩類：一類是Zigbee、WiFi、Bluetooth、Z-wave等短距離通信技術;另一類是LPWAN，即廣域網(wǎng)通信技術。LPWA又可分為兩類：一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術;另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持的2/3/4G蜂窩通信技術，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
LoRa和NB-IoT同為低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的技術，是當前國內主流的兩種技術流派。
NB-IoT、LoRa簡述
LoRa(Long Range)是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案，這一方案改變了以往關于傳輸距離與功耗的折中考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實現(xiàn)遠距離、低功耗、大容量的系統(tǒng)，進而擴展傳感網(wǎng)絡。LoRa網(wǎng)絡主要由終端(可內置LoRa模塊)、網(wǎng)關(或稱基站)、Server和云四部分組成，應用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。
NB-IoT(Narrow Band-Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng))，是由3GPP標準化組織定義的一種技術標準，是一種專為物聯(lián)網(wǎng)設計的可在全球范圍內廣泛使用的窄帶射頻技術，其使用License頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡共存。
NB-IoT、LoRa使用頻段
NB-IoT使用了授權頻段，有三種部署方式：獨立部署、保護帶部署以及帶內部署。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(lián)通會選擇900MHz來部署NB-IoT，中國移動則可能會重耕現(xiàn)有900MHz頻段。
LoRa使用的是免授權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，由中興主導的中國LoRa應用聯(lián)盟(CLAA)推薦使用了470-518MHz。而470-510MHz這個頻段是無線電計量儀表使用頻段。由于LoRa是工作在免授權頻段的，無需申請即可進行網(wǎng)絡的建設，網(wǎng)絡架構簡單，運營成本也低。LoRa聯(lián)盟正在全球大力推進標準化的LoRaWAN協(xié)議，使得符合LoRaWAN規(guī)范的設備可以互聯(lián)互通。
NB-IoT、LORA的通信距離
NB-IoT通信距離
移動網(wǎng)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(TR 45.820)，LTE是142.7dB(TR 36.888)。與GPRS和LTE相比，NB-IoT鏈路預算有20dB的提升，開闊環(huán)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(fā)生的損失，NB-IoT室內環(huán)境的信號覆蓋相對要好。一般來說，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的鏈路預算和+20dBm的功率輸出。一般來說，在城市中無線距離范圍是1~2公里，在郊區(qū)無線距離最高可達20km。
NB-IoT、LoRa成本對比
LPWAN協(xié)議無論多強大都需要考慮其低成本，否則它們不能是可行的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。LoRa在這方面有優(yōu)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(wǎng)絡的復雜性高，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(yè)網(wǎng)關或塔頂網(wǎng)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。
適用場景對比
NB-IoT適用場景舉例
(1)共享單車：分布廣，單位密度小，適合借助運營商網(wǎng)絡;
(2)智能抄表：業(yè)主對采集頻率不高，對網(wǎng)絡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，單位密度小;
(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;
(5)智能停車：銳捷網(wǎng)絡為“小和輕停”研制的地磁車檢器，通過地磁來感應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標準，并與OneNET完成對接，支持5G聯(lián)創(chuàng)實驗室的停車平臺應用。
LoRa適用場景舉例
(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)絡可用性有高要求;
(2)道路泊車檢測器：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，想建設私網(wǎng)對自己的設施及應用進行管理。
結論
NB-IoT和LoRa目前都還處于發(fā)展的起步階段，需要各方的投入和共同的發(fā)展。當大規(guī)模部署成為一種現(xiàn)實可能的時候，NB-IoT和LoRa模組成本自然也會進一步降低。就技術方案而言，在短時間內，NB-IoT和LoRa肯定會并行，有共同點、各有優(yōu)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(chuàng)新、與應用行業(yè)的緊密結合、借助行業(yè)的影響力，那么什么都有可能。在這新一波的物聯(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不僅僅需要產品的創(chuàng)新，更需要項目應用的創(chuàng)新
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