NB-IoT与LoRa有何区别?

  LoRa是美国的Semtech公司于2013年8月发布的一种基于线性扩频技术的超远距离低功耗无线传输技术。它与NB-IoT均采用星型网络拓扑结构,终端均需要通过射频与网关或基站连接,并通过网关或基站来实现大范围的网络信号覆盖。因此,LoRa和NB-IoT天然就存在竞争关系。

  LoRa工作在免费的非授权频谱上,任何企业都可以自行组网,因此不依赖于移动运营商的网络覆盖,也无需向运营商支付网络使用费用。而NB-IoT工作在授权频谱上,网络运营集中在移动运营商手里,其覆盖也受制于移动运营商的网络覆盖。但受益于无处不在的LTE网络部署,理论上说,NB-IoT的覆盖更广。

  LoRa工作在非授权频谱上,可能遭受使用同一频率的其它无线通信技术的干扰。由于LoRa使用线性Chirp扩频调制,抗干扰能力强,因此也不必过于担心其遭受的干扰水平。

  NB-IoT工作在授权频谱上,在处理干扰和网络重叠方面特性更好。同时它能够提供与蜂窝网络类似的QoS,而LoRa无法提供QoS保证。

  在NB-IoT中,终端需要同网络定期同步。终端通过采用PSM和eDRX等省电技术来延长IDLE态下的休眠时间;同时通过减少不必要的信令和不接收(或减少接收)寻呼信息,来降低功耗,延长电池使用时间。LoRa使用ALOHA异步通信协议,终端可根据自身需要进行休眠。相对于NB-IoT而言,LoRa终端的功耗稍占优。但由于NB-IoT会与网络定期同步,因此其下行延时更短。

  相对LoRa来说,NB-IoT能够提供更高的速率。

  基于LTE的NB-IoT技术,其端到端的安全机制已经被几十亿的LTE用户证明是可靠的。而LoRa使用应用层的加密技术来保证安全,其可靠性还有待证明。

  由于NB-IoT的调制机制和协议相对复杂,而且使用的是授权频段,目前的产业规模和成熟度也较LoRa晚,所以模组的总体使用成本相对较高。当然,模组成本的决定因素在于出货量。随着全球主流运营商大力部署NB-IoT网络,加之电信设备供应商、芯片和模组以及终端设备厂商的共同推动,假以时日,NB-IoT的模组成本有望达到甚至低于LoRa的模组成本。

技术标准

NB-IoT

LoRa

标准化组织

3GPP

LoRa Alliance(非3GPP组织)

部署

可重用已有的网络

需要建立一个新的网络

带宽

180kHz

125~500kHz

频谱

使用授权频谱(已授权的LTE频带或对GSM频带进行重耕)

使用非授权频谱(北美:902 – 928 MHz;欧洲:863 – 870MHz)

速率

~30/60 kbps (DL/UL)

300 bps – 38.4 kbps

覆盖

164dB。由于无处不在的LTE网络部署,因此其覆盖更广

声称最大支持157dB

电池

2AA电池可用10年(真实的电池寿命取决于应用场景和覆盖需求)

1AA电池可用5年;或工业电池可用10至20年

移动性

有限的移动性(只支持小区重选)

支持移动性和漫游

安全

完全支持已被证明的端到端的安全机制

基于软件的加密

地理定位(Geo-positioning)

Rel-13不支持;但将在Rel-14中加入定位功能

可选

技术演进

有清晰的演进路线,Rel-14和5G将对NB-IoT做进一步增强

未来的演进路线还不明确

 

  可以看出,对于具有非常频繁的通信和非常低的延迟要求或大量数据的应用,NB-IoT将是最好的选择。然而,对于需要非常长的电池寿命和更优的成本,但不需要频繁通信的应用,LoRa是更好的选择。

  LoRa在技术标准成熟度上要早于NB-IoT,同时由于可以使用非授权频段部署,所以企业可以自建或者会出现基于LoRa的“非传统电信运营商”来提供物联网业务。从目前看,因为LoRa的开放性,LoRa在全球的实际部署案例和产业链要好于NB-IoT。但是随着NB-IoT技术标准的确定,特别是各大运营商的使用,NB-IoT的应用和产业链也会迅速起来。

  随着NB-IoT标准的确定,基于NB-IoT的物联网部署将迎来一个高速增长的时期,与之关联的终端、网络、平台和应用等产业链将进一步成熟壮大。特别是各大电信运营商均将NB-IoT标准作为后续物联网部署的主要标准,这将大大推动NB-IoT市场的发展。

  同时需要看到的是,物联网的每一种应用场景都需要考虑多种因素,如节点成本、网络成本、电池寿命、数据速率(吞吐量)、延迟、移动性、覆盖范围和部署模型等等。不同的应用场景有不同的需求,即使对应同一种应用场景,不同用户也可能有不同的需求,因此没有一种单一技术能够同时解决所有的问题。虽然LoRa和NB-IoT之间存在一定程度的竞争,但这二者还是具有不同的技术和商业特性,可以****于不同的市场。从长期来看,二者互相竞争又互为补充。