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老虎机贝斯特通信技术:NB-IoT与LoRa技术对比分析

2018-10-30 11:07 科技小蜀黍

导读:老虎机贝斯特的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的老虎机贝斯特应用而设计的LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网)也快速兴起。

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老虎机贝斯特的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的老虎机贝斯特应用而设计的LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网)也快速兴起。

老虎机贝斯特应用需要考虑诸多因素,例如节点成本、网络成本、电池寿命、数据传输速率(吞吐率)、延迟、移动性、网络覆盖范围以及部署类型等,可以说没有一种技术可以满足IoT所有的需求。NB-IoT和LoRa两种技术具有不同的技术和商业特性,也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗小等特点,都适合低功耗老虎机贝斯特应用,都在积极扩建自己的生态系统。


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老虎机贝斯特通信技术

老虎机贝斯特的无线通信技术很多,主要分为两类:一类是Zigbee、WiFi、Bluetooth、Z-wave等短距离通信技术;另一类是LPWAN,即广域网通信技术。LPWA又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

LoRa和NB-IoT同为低功耗广域老虎机贝斯特的技术,是当前国内主流的两种技术流派。

NB-IoT、LoRa简述

LoRa(Long Range)是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折中考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗、大容量的系统,进而扩展传感网络。LoRa网络主要由终端(可内置LoRa模块)、网关(或称基站)、Server和云四部分组成,应用数据可双向传输。

NB-IoT(Narrow Band-Internet of Things,窄带老虎机贝斯特),是由3GPP标准化组织定义的一种技术标准,是一种专为老虎机贝斯特设计的可在全球范围内广泛使用的窄带射频技术,其使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。


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NB-IoT、LoRa使用频段

NB-IoT使用了授权频段,有三种部署方式:独立部署、保护带部署以及带内部署。全球主流的频段是800MHz和900MHz。中国电信会把NB-IoT部署在800MHz频段上,而中国联通会选择900MHz来部署NB-IoT,中国移动则可能会重耕现有900MHz频段。

LoRa使用的是免授权ISM频段,但各国或地区的ISM频段使用情况是不同的。在中国市场,由中兴主导的中国LoRa应用联盟(CLAA)推荐使用了470-518MHz。而470-510MHz这个频段是无线电计量仪表使用频段。由于LoRa是工作在免授权频段的,无需申请即可进行网络的建设,网络架构简单,运营成本也低。LoRa联盟正在全球大力推进标准化的LoRaWAN协议,使得符合LoRaWAN规范的设备可以互联互通。


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NB-IoT、LORA的通信距离

NB-IoT通信距离

移动网络的信号覆盖范围取决于基站密度和链路预算。NB-IoT具有164dB的链路预算,GPRS的链路预算有144dB(TR 45.820),LTE是142.7dB(TR 36.888)。与GPRS和LTE相比,NB-IoT链路预算有20dB的提升,开阔环境信号覆盖范围可以增加七倍。20dB相当于信号穿透建筑外壁发生的损失,NB-IoT室内环境的信号覆盖相对要好。一般来说,NB-IoT的通信距离是15km。

LoRa通信距离

LoRa以其独有的专利技术提供了最大168dB的链路预算和+20dBm的功率输出。一般来说,在城市中无线距离范围是1~2公里,在郊区无线距离最高可达20km。

NB-IoT、LoRa成本对比

LPWAN协议无论多强大都需要考虑其低成本,否则它们不能是可行的老虎机贝斯特解决方案。LoRa在这方面有优势,LoRaWAN模块的总体成本在 8-10 美元左右,约为 NB-IoT 等蜂窝 LTE 模块价格的一半。NB-IoT 网络的复杂性高,知识产权相关(授权频段方面)费用更高,提高了 NB-IoT 的总成本。NB-IoT 升级到先进的 4G / LTE 基站比 LoRa 通过工业网关或塔顶网关部署更昂贵。随着市场越来越成熟,LoRa技术的成本预计将进一步下降。


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适用场景对比

NB-IoT适用场景举例

(1)共享单车:分布广,单位密度小,适合借助运营商网络;

(2)智能抄表:业主对采集频率不高,对网络可用性没有高要求的,又不想考虑自建基站

(3)积水/管网监测:分布广,单位密度小;

(4)通用型可穿戴系列:终端分布在整个城区,适合借助运营商网络;

(5)智能停车:锐捷网络为“小和轻停”研制的地磁车检器,通过地磁来感应磁场变化从而进行车辆出入车位的判断,上下行的无线链路采用NB-IoT标准,并与OneNET完成对接,支持5G联创实验室的停车平台应用。

LoRa适用场景举例

(1)智能抄表:业主对采集频率有高要求需要做数据分析,对网络可用性有高要求;

(2)道路泊车检测器:采集频率较高,而对终端寿命又有一定要求;

(3)野外郊区的,如矿业、采掘业、郊区重工业等;

(4)区域集中型:如高校、普教、园区的用户,想建设私网对自己的设施及应用进行管理。

结论

NB-IoT和LoRa目前都还处于发展的起步阶段,需要各方的投入和共同的发展。当大规模部署成为一种现实可能的时候,NB-IoT和LoRa模组成本自然也会进一步降低。就技术方案而言,在短时间内,NB-IoT和LoRa肯定会并行,有共同点、各有优点、各有缺点,很难说谁压倒谁。但是,如果受到技术方案以外的因素影响,比如赢利模式的创新、与应用行业的紧密结合、借助行业的影响力,那么什么都有可能。在这新一波的老虎机贝斯特发展的行情中,先把项目落地,才有赢得先人一步的机会。NB-IoT和LoRa不仅仅需要产品的创新,更需要项目应用的创新。