物聯網NB-IoT與LoRa技術淺析

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物聯網的無線通訊技術很多，主要分為兩類：一類是Zigbee、WiFi、藍芽、Z-wave等短距離通訊技術；另一類是LPWAN（low-powerWide-AreaNetwork，低功耗廣域網路），即廣域網路通訊技術。

物聯網的快速發展對無線通訊技術提出了更高的要求，專為低頻寬、低功耗、遠距離、大量串連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，網路成本，電池壽命，資料轉送速率(吞吐率)，延遲，移動性，網路覆蓋範圍以及部署類型等。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路通訊技術。這兩種LPWAN技術都有覆蓋廣、串連多、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(NarrowBandInternetofThings，NB-IoT，又稱窄帶物聯網)，是由3GPP標準化組織定義的一種技術標準，是一種專為物聯網設計的窄帶射頻技術；LoRa(LongRange)是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。LoRa網路主要由終端(可內建LoRa模組)、網關(或稱基站)、Server和雲四部分組成，應用資料可雙向傳輸。

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、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頻段使用方式是不同的。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。而無線電計量儀錶使用頻段為470-510MHz。由於LoRa是工作在免授權頻段的，無需申請即可進行網路建設，網路架構簡單，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規範的裝置可以互聯互連。

NB-IoT、LORA的通訊距離

NB-IoT通訊距離：

移動網路的訊號覆蓋範圍取決於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，開闊環境訊號覆蓋範圍可以增加七倍。20dB相當於訊號穿透建築外壁發生的損失，NB-IoT室內環境的訊號覆蓋相對要好。一般地，NB-IoT的通訊距離是15km。

LoRa通訊距離：

LoRa以其專屬的專利技術提供了最大168dB的鏈路預算。一般來說，在城市中無線距離範圍是1-2公裡，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模組的總體成本在8-10美元左右，約為NB-IoT等蜂窩LTE模組價格的一半。NB-IoT網路的複雜性越高，智慧財產權相關（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目前都還處於發展的起步階段，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肯定會並行，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，藉助行業的影響力，那麼什麼都有可能。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：CIO時代網

物聯網NB-IoT與LoRa技術淺析