物聯網通信技術NB-IoT和LoRa的異同點

    物聯網如今已是非常火熱，各大企業都在摩拳擦掌準備進入這片未來的萬億市場。 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通信技術。這兩種LPWAN技術都有覆蓋廣、連接多、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。但是在2017年12月13日發布的《微功率短距離無線電發射設備技術要求（征求意見稿）》（以下簡稱《征求意見稿》）中明確了物聯網使用頻率的范疇，470-510MHz頻段可作為民用無線電計量儀表使用頻段，不過只限單頻點使用，不能用于組網應用，這無疑是給相關行業的人潑了一盆冷水。我國在低功耗廣域網中，這兩種無疑是最熱門的技術。其中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，并且全球的主流頻段也集中在800MHz和900MHz而LoRa使用的則是免授權的ISM頻段，中國LoRa應用聯盟使用470-518MHz，因此，《征求意見稿》的出臺，也不難被認為是在針對LoRa。

    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公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。LoRa網絡主要由終端(可內置LoRa模塊)、網關(或稱基站)、Server和云四部分組成，應用數據可雙向傳輸。

     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頻段使用情況是不同的。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。而無線電計量儀表使用頻段為470-510MHz。由于LoRa是工作在免授權頻段的，無需申請即可進行網絡建設，網絡架構簡單，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規范的設備可以互聯互通。

LoRa和NB同為低功耗廣域物聯網的技術，是當前國內主流的兩種技術流派：

一、運營模式（商業模式）

1、NB是運營商建網。是雙刃劍；是其優勢所在，也是其劣勢所在。

優勢在于：運營商代建網絡，業主不需要考慮基站部署；

劣勢在于：

（1）網絡質量取決于運營商，業主無法控制；

運營商是面向全行業的網絡覆蓋，如果出現信號盲區不可能為業主進行網絡優化、信號補盲等。

（2）數據必須經過運營商，業主需要和運營商對接獲取經營數據；保密性存在問題，運營數據不可控；

對于有能力、有志于自主運營、業務擴展增值的業主來說是個障礙；

2、LoRa是企業自建網。與NB運營商建網的優劣勢正好相反；

優勢在于：

（1）業主可自主把控網絡質量，對于網絡覆蓋可快速優化補充；

（2）可自主運營；運營數據掌握在自己手中，根據業務需要擴展網絡；

劣勢在于：需要考慮LoRa基站的部署建設，更多地是表現在基站選址、供電，以及站址協調問題。

二、建設及運營成本

1、NB屬于運營商建網，用戶需要承擔的是NB模組硬件成本+NB運營商網絡租用成本。

2、LoRa屬于自建網，用戶需要承擔LoRa模組成本+LoRa基站成本。

3、從當前的成本來說，盡管國家及運營商有補貼政策，NB的模組硬件費用、以及運營成本都高，粗略估算NB的總成本大約比LoRa高20~30%。

模組功耗

1、NB的功耗當前比LoRa要高，但具體對比與終端數據接收及發射頻率有很大關系；高頻應用對NB的功耗影響非常顯著，這與休眠/喚醒機制有很大關系，而LoRa則受此影響較少。

2、如果是低頻采集，如一月一次，那么NB的功耗可保證數年使用壽命，完全可以支撐應用；如果是較高頻采集，如一小時甚至半小時一次，預計NB的功耗將至少是LoRa的三倍以上。

三、覆蓋深度

1、NB是面向公眾建的公用網絡，并且每臺NB基站的建設費用可達數十萬；這意味著其覆蓋深度的目標是保證大部分終端可用，對于少部分應用終端不太可能去深度覆蓋。

2、LoRa是私網，并且每臺LoRa基站的費用只需幾千；這意味著其覆蓋深度可控，隨時可進行補盲。

四、覆蓋廣度

1、NB屬于運營商建網，運營商考慮其效益因素，會更多地考慮在人口密集區域，如一二三四線城市，尤其是市區人口密集區做重點覆蓋；那么在人口稀疏地區至少在當前階段不是重點。

2、LoRa做為私網建設，則不受此影響。

五、應用舉例

1、適合NB的應用：

（1）共享單車：分布廣，單位密度小，適合借助運營商網絡；

（2）智能抄表：業主對采集頻率不高，對網絡可用性沒有高要求的，又不想考慮自建基站；

（3）積水/管網監測：分布廣，單位密度小；

（4）通用型可穿戴系列：終端分布在整個城區，適合借助運營商網絡；

（5）地磁車檢器：通過地磁來感應磁場變化從而進行車輛出入車位的判斷，上下行的無線鏈路采用NB-IoT標準。

2、適合LoRa的應用：

（1）智能抄表：業主對采集頻率有高要求需要做數據分析，對網絡可用性有高要求；

（2）道路泊車檢測器：地磁車檢器采集頻率較高，而對終端壽命又有一定要求；

（3）野外郊區的，如礦業、采掘業、郊區重工業等；

（4）區域集中型：如高校、普教、園區的用戶，想建設私網對自己的設施及應用進行管理。

    NB-IoT和LoRa目前都還處于發展的起步階段，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肯定會并行，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，借助行業的影響力，那么什么都有可能。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。