LoRa和NB-IoT能否弥补各自的缺点

从运动手环到共享单车,持续增加的物联网应用给我们的生活带来翻天覆的变化,有了运动手环,我们可以实时监控健康状况,有了共享单车,我们可以自由出行。权威机构预测,到2020年物联网设备的数量将达到500亿,而且还会有新的应用出现,面对如此庞大的目标市场,虽然软件、安全、云计算、用户接口等方面都已经成熟,但是物理层的硬件性能在物联网节点迈向500亿规模却出现了瓶颈。只有使用一种广泛的技术,才可能使得电池供电的无线节点数量达到预计的规模。lora 技术的出现打破了这一瓶颈,它使用扩频调制技术大大提升了物理层硬件的性能。
lora技术由semtech公司推出,该公司无线和传感器产品市场及应用副总裁黄旭东介绍,“对于3g、5g通信来说,很多公司参与制定标准,因此加入了很多ip,导致协议很复杂,而物联网不需要这么复杂的协议,所以我们选择做低速率应用,lora技术具有远距离、低功耗、互操作性、低成本、安全、大容量和可定位的优势。从目前的应用趋势来看,lorawan被部署在全球超过60个国家和地区,成立于2015年的lora联盟拥有超过500家成员。”
在应用方面,lora技术在频频发力,ofo正在将lora器件和无线射频技术(lora技术)装备进其单车中,以补充其授权频谱连接选项来实现完整的网络连接;研华科技也采用集成lora技术的wzzard lrpv节点和smartswarm 243网关来扩展无线产品线;云服务供应商奈伯思(netvox)在不到6个月之内就成功地将lora技术引入到其受欢迎的8种智能楼宇传感器中。未来,lora有望在智能农业、智能物流、智慧城市和智慧楼宇四大应用市场发挥重要作用。黄旭东表示,“目前智能表计市场应用市场最大,未来两三年物流应用将成为主力,智慧城市、智能农业和智慧楼宇位列三甲。业界也预计,2017年lora芯片出货量将千万量级,未来的需求呈爆发式增长。”
有市场需求的地方就有竞争,除了lora技术,nb-iot(窄带物联网)技术也定位在物联网应用领域,因此竞争在所难免,我们不防先把两种技术比较一下:
lora资源免费,成本更低
物联网应用需要考虑许多因素,例如节点成本,网络成本,lora和nb-iot选择了不同的频段。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、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,中国移动则可能会重耕现有900mhz频段。而lora主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 mhz。黄旭东解释,“由于lora是工作在免授权频段的,无需申请即可进行网络建设,网络架构简单,运营成本也低。”
在硬件成本方面,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。而nb-iot网络的复杂性越高,知识产权相关(授权频段方面)费用更高,相对而言,lora的成本更低。
部署方式不同,各有利弊
lora和nb-iot的另一个区别是,lora需要单独设立网关,而nb-iot直接连接gsm或lte网络基站。如果运营商想进入物联网领域,nb-iot可谓首选,lora难以匹敌。但是这对nb-iot来说无疑也是一层阻碍,nb-iot高度依赖于运营商的基础设施,如果网络建设不到位nb-iot也无法铺设。对比之下,lora可以在任何行业自行组网,不受制于基础网络设施,在没有基站的偏远地区,物联网设备依然可以实现联网运行,而nb-iot就很难实现组网。而且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。
对于lora来说,自行组网增加了建设的灵活度,但是会比nb-iot增加网关硬件,如果未来网关数量巨大,硬件管理会有困难,好在lora技术发展较早,产业链相对成熟。关于lora是否会直接连接到基站的问题,黄旭东表示,“lora可以采取先建设小基站,再连接大基站的模式,但是也可以直接连接到大基站。”
在底层硬件提供方面,nb-iot由于参与制定者众多,因此芯片供应商中少不了英特尔、高通、华为、中兴微、nordic、美满、mtk、rda等公司。而lora技术只是semtech公司的专利,相对而言提供商阵容没有这么繁华,为适应市场的发展和需求,semtech以ip授权的方式授予更多的公司来制造lora芯片,如st、hoperf、microchip、gemtekt等。
lora和nb-iot可能实现互补
既然lora和nb-iot各有利弊,还有另一种声音表示,未来物联网部署将呈现lora和nb-iot互补覆盖的局面。lora和nb-iot相比功耗更低,成本更低,能够满足物联网碎片化的应用需求。而nb-iot带宽更大,更适合大网覆盖,不过其只能部署在有长期供电的场景下,而lora并不需要。这也意味着,未来nb-iot做大网覆盖,而lora在nb-iot上做低功耗覆盖来满足各种应用场景需求。这也就是说未来大部分物联网应用将发生在lora上,并通过nb-iot传输数据。


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