物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)NB-IOT和LoRa到底是什么

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)NB-IOT和LoRa到底是什么？物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對無線通信技術(shù)提出了更高的要求，專為低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的LPWAN（low－powerWide－AreaNetwork，低功耗廣域網(wǎng)）也快速興起。NB－IoT與LoRa是其中的典型代表，也是最有發(fā)展前景的兩個低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)。NB－IoT和LoRa兩種技術(shù)具有不同的技術(shù)和商業(yè)特性，所以在應(yīng)用場景方面會有不同。這里會針對二者的區(qū)別進(jìn)行闡述，并且對各自適合的應(yīng)用場景進(jìn)行說明。一．LoRa：易于建設(shè)和部署的低功耗廣域物聯(lián)技術(shù)LoRa的誕生比NB－IoT要早些，2013年8月，Semtech公司向業(yè)界發(fā)布了一種新型的基于1GHz以下的超長距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)（LongRange，簡稱LoRa）的芯片。其接受靈敏度達(dá)到了驚人的－148dbm，與業(yè)界其他先進(jìn)水平的sub－GHz芯片相比，最高的接收靈敏度改善了20db以上，這確保了網(wǎng)絡(luò)連接可靠性。它使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，即保持了像FSK（頻移鍵控）調(diào)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(wǎng)絡(luò)效率并消除了干擾，即不同擴(kuò)頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發(fā)送也不會相互干擾，因此在此基礎(chǔ)上研發(fā)的集中器／網(wǎng)關(guān)（Concentrator／Gateway）能夠并行接收并處理多個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，大大擴(kuò)展了系統(tǒng)容量。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)NB-IOT和LoRa是個什么鬼？

圖1．LoRa技術(shù)特點(diǎn)線性擴(kuò)頻已在軍事和空間通信領(lǐng)域使用了數(shù)十年，因?yàn)槠淇梢詫?shí)現(xiàn)長通信距離和干擾的魯棒性，而LoRa是第一個用于商業(yè)用途的低成本實(shí)現(xiàn)。隨著LoRa的引入，嵌入式無線通信領(lǐng)域的局面發(fā)生了徹底的改變。這一技術(shù)改變了以往關(guān)于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，提供一種簡單的能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長電池壽命、大容量、低成本的通訊系統(tǒng)。LoRa主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行（即非授權(quán)頻段），包括433、868、915MHz等。LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端（內(nèi)置LoRa模塊）、網(wǎng)關(guān)（或稱基站）、服務(wù)器和云四部分組成，應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。如圖2所示。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)NB-IOT和LoRa是個什么鬼？

圖2：LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)二、后起之秀：NB－IoT技術(shù)NB－IoT是一種3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的LPWA（低功耗廣域網(wǎng)）解決方案，是旨在克服物聯(lián)網(wǎng)主流蜂窩標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置中功耗高和距離限制、采用授權(quán)頻譜的技術(shù)之一。NB－IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWA）。NB－IoT支持待機(jī)時間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。NB－IoT具備四大特點(diǎn)：一是廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB－IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB，覆蓋面積擴(kuò)大100倍；二是具備支撐海量連接的能力，NB－IoT一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；三是更低功耗，NB－IoT終端模塊的待機(jī)時間可長達(dá)10年；四是更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個接連模塊不超過5美元。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)NB-IOT和LoRa是個什么鬼？表1：NB－IoT與LoRa技術(shù)參數(shù)對比三、NB－IOTVSLoRa，他們終究還是相遇了LoRa技術(shù)因其各方面優(yōu)良特性，在很久之前就獲得無數(shù)擁躉。適逢華為和移動大力推動的NB－IOT技術(shù)席卷水氣計(jì)量圈，在功耗和覆蓋面等諸多水氣行業(yè)關(guān)注的功能性問題上，NB－IOT的勢頭也顯得當(dāng)仁不讓。兩個具有話題性的技術(shù)放在一起，不免讓圈里人放在一起比較。在功耗上，不管是NB－IOT還是LoRa他們都按低功耗來設(shè)計(jì)可以滿足表計(jì)的要求，都是10年的壽命，但具體細(xì)節(jié)目前還沒有詳解。在模塊的費(fèi)用上，據(jù)了解NB－IOT的芯片大概會在2美元，而LoRa是不會高于5美元，后期的維護(hù)兩者都是屬于容易型，至于是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上稍作修改還是會以一個新的收費(fèi)方式目前沒有具體下來。在安全方面，NB－IOT技術(shù)可以達(dá)到電信級的安全指數(shù)，采用3GPP授權(quán)頻譜避免干擾問題。而LoRa則采用多層加密的方式，ISM免授權(quán)頻譜，會存在干擾的問題。在靈敏度和準(zhǔn)確率上，兩種技術(shù)的鏈路預(yù)算都在155dB以上，對于準(zhǔn)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(shù)之間傳輸范圍的表現(xiàn)，使用一個叫做“鏈路預(yù)算”的定量指標(biāo)。鏈路預(yù)算包括影響接收端信號強(qiáng)度的每一變量，在其簡化體系中包括發(fā)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可以重復(fù)發(fā)送。對于表計(jì)的安裝環(huán)境，NB－IOT技術(shù)在水表行業(yè)已經(jīng)有成功的實(shí)施案例，LoRa在面對惡劣環(huán)境也是可以的。網(wǎng)絡(luò)部署上，對LoRa而言目前略顯尷尬，需要有一個強(qiáng)有力的手來推動它的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，而NB－IOT可以基于LTEFDD或是GSM的升級也可以新建。四．結(jié)語任何技術(shù)都不能完全占領(lǐng)市場，NB－IoT將會對整個行業(yè)的發(fā)展起到促進(jìn)作用