LTE-M vs. NB-IoT: Determine the Differences Between Low Bandwidth Protocols
 |
來源： FindRF搜射頻網
物聯網的快速發展，對無線通信技術提出了更高的要求，專為低頻寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計的LPWAN（low power Wide Area Network，低功耗廣域網）也快速興起。NB-IoT與LoRa是其中的典型代表，也是最有發展前景的兩個，低功耗廣域網通信技術。
NB-IoT和LoRa兩種技術，具有不同的技術和商業特性，所以在應用場景方面會有不同。這裡會針對二者的區別進行闡述，並且對各自適合的應用場景進行說明。
一． LoRa：易於建設和佈署的低功耗廣域物聯技術
LoRa的誕生比NB－IoT要早些，2013年8月，Semtech公司向業界發佈了，一種新型的基於1GHz以下的，超長距低功耗數據傳輸技術（Long Range，簡稱LoRa）的晶片。其接受靈敏度達到了驚人的－148dbm，與業界其他先進水準的sub-GHz晶片相比，最高的接收靈敏度改善了20db以上，這確保了網路連接可靠性。
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，同時提高了網路效率，並消除了干擾，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/閘道器（Concentrator／Gateway）能夠並行接收，並處理多個節點的數據，大大擴展了系統容量。
圖1． LoRa技術特點
線性擴頻已在軍事和空間通信領域，使用了數十年，因為其可以實現長通信距離和干擾的魯棒性，而LoRa是第一個用於商業用途的低成本實現。
隨著LoRa的引入，嵌入式無線通信領域的局面，發生了徹底的改變。這一技術改變了以往，關於傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量、低成本的通訊系統。
LoRa主要在全球免費頻段運行（即非授權頻段），包括433、868、915 MHz等。LoRa網路主要由終端（內置LoRa模組）、閘道（或稱基地台）、伺服器和雲端四部分組成，應用數據可雙向傳輸。如圖2所示。
 |
圖2：LoRa網路架構
|
二、後起之秀：NB－IoT技術
NB-IoT是一種3GPP標準定義的LPWA（低功耗廣域網）解決方案，是旨在克服物聯網主流蜂窩標準設置中，功耗高和距離限制、採用授權頻譜的技術之一。
NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網（LPWA）。NB-IoT支持待機時間長、對網路連接要求，較高設備的高效連接。
NB-IoT具備四大特點：
一是覆蓋廣，將提供改進的室內覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現有的網路增益20dB，覆蓋面積擴大100倍；
二是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；
三是更低功耗，NB-IoT終端模組的待機時間可長達10年；
四是更低的模組成本，企業預期的單個接連模塊不超過5美元。
 |
表1：NB－IoT與LoRa技術參數對比
|
三、NB-IOT vs. LoRa，他們終究還是相遇了
LoRa技術因其各方面優良特性，在很久之前就獲得無數擁躉。適逢對岸的中國華為和中國移動，大力推動的NB-IoT技術席捲水氣計量圈，在功耗和覆蓋面等諸多水氣行業關注的功能性問題上，NB-IoT的勢頭也顯得當仁不讓。兩個具有話題性的技術放在一起，不免讓圈裡人放在一起比較。
在功耗上，不管是NB-IoT還是LoRa，他們都按低功耗來設計，可以滿足表計的要求，都是10年的壽命，但具體細節目前還沒有詳解。
在模組的費用上，據瞭解NB-IoT的晶片大概會在2美元，而LoRa是不會高於5美元，後期的維護兩者都是屬於容易型，至於是在現有的基礎上稍作修改，還是會以一個新的收費方式，目前沒有具體下來。
在安全方面，NB-IoT技術可以達到電信級的安全指數，採用3GPP授權頻譜避免干擾問題。而LoRa則採用多層加密的方式，ISM免授權頻譜，會存在干擾的問題。
在靈敏度和準確率上，兩種技術的鏈路預算都在155dB以上，對於準確率和靈敏度來說，是完全沒問題的。（為了有效地對比不同技術之間傳輸範圍的表現，使用一個叫做「鏈路預算」的定量指標。鏈路預算包括影響接收端信號強度的每一變量，在其簡化體系中，包括發射功率加上接收端靈敏度）。
在覆蓋（信號）方面，NB-IoT＜25km，LoRa＜11km相比下LoRa稍遜些。在信號不好時NB-IoT可以重覆發送。
對於表計的安裝環境，NB－IOT技術在水表行業，已經有成功的實施案例，LoRa在面對惡劣環境也是可以的。
網路佈署上，對LoRa而言目前略顯尷尬，需要有一個強有力的手來推動它的網路建設，而NB-IoT可以基於LTE FDD或是GSM的升級也可以新建。
四．結語
任何技術都不能完全佔領市場，NB-IoT將會對整個行業的發展起到促進作用，從某種程度上說，NB-IoT和LoRa是屬於兩個陣營的。因為NB-IoT主要依賴於運營商的基礎設施，進行協議對接，LoRa是一個更靈活的自主網路，在任何需要的地方，都可以進行佈署。它們兩者在物聯網市場中是互補共存的。
沒有留言:
張貼留言