Τα τελευταία χρόνια, διάφορες τεχνολογίες του παγκόσμιου Διαδικτύου των Πραγμάτων έχουν αναδυθεί η μία μετά την άλλη, ιδιαίτερα στον τομέα των δικτύων μεγάλης περιοχής χαμηλής ισχύος. Στην αγορά LPWAN κυριαρχούν οι τεχνολογίες NB-IoT και LoRa, που υποστηρίζουν τη συνδεσιμότητα μεταξύ των βιομηχανιών και δημιουργούν καινοτόμες υπηρεσίες όπως η έξυπνη μέτρηση αερίου και νερού και έξυπνο πάρκινγκ. Οι δύο τεχνολογίες συχνά συγκρίνονται, και οι συζητήσεις για το ποιο είναι καλύτερο για ανάπτυξη συνεχίζονται. Αυτό το άρθρο προσπαθεί να ανακαλύψει πώς οι επιχειρήσεις μπορούν να επιλέξουν μεταξύ των δύο τεχνολογιών για τη δημιουργία του Διαδικτύου των πραγμάτων.
Παρά την έλλειψη chipset και την πανδημία του κορωνοϊού, η παγκόσμια αγορά LPWAN έχει σημειώσει σημαντική ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια. Η αγορά αναμένεται να φθάνω $46 δισεκατομμύρια κατά 2022 (από λίγο πάνω $500 εκατομμύρια σε 2015). στην πραγματικότητα, Το LPWAN είναι ένα hot spot από τότε 2016, με τέσσερις τεχνολογίες, LoRa, NB-IoT, Sigfox και LTE-M, αντιπροσωπεύουν περισσότερο από 96% του μεριδίου αγοράς. Πιο συγκεκριμένα, Το NB-IoT κατέχει το ηγετικό μερίδιο με 47%, ακολουθούμενη από LoRa συλλαμβάνει πάνω από ένα 36% μερίδιο αγοράς.
Η περιοχή APAC υπήρξε μια μεγάλη σκηνή για τις τεχνολογίες δικτύου LPWAN, και η Κίνα είναι μια κρίσιμη αγορά για την έγκαιρη υιοθέτηση και ανάπτυξη των LoRa και NB-IoT. Ένας από τους βασικούς παράγοντες επιτυχίας του LoRa και του NB-IoT είναι η υποστήριξη από το συμπαγές οικοσύστημα κορυφαίων προμηθευτών IoT όπως η Amazon, Huawei, Qualcomm, και Cisco. Τόσο οι μεγάλοι χειριστές όσο και οι κολοσσοί εξοπλισμού προσφέρουν στους πελάτες μια ευρύτερη επιλογή. Θα ήταν ενδιαφέρον να δούμε τι είδους υποστήριξη θα φέρουν στο τραπέζι οι LoRa και NB-IoT όταν πρόκειται για την ανάπτυξη του IoT.
NB-IoT και LoRa, ως δύο από τις πιο υποσχόμενες τεχνολογίες επικοινωνίας LPWAN, com με διαφορετικά τεχνικά και εμπορικά χαρακτηριστικά. Αυτές οι δύο τεχνολογίες έχουν σχεδιαστεί με ευρεία κάλυψη, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, χαμηλό κόστος, πολλαπλές συνδέσεις, και χαμηλή ταχύτητα. Και τα δύο είναι ιδανικά για εφαρμογές IoT χαμηλής ισχύος και παίζουν ενεργό ρόλο στην επέκταση των οικοσυστημάτων τους. Πριν εμβαθύνουμε στη σύγκριση, let’s take a quick look at the two protocols.
Τι είναι το LoRa
LoRa (Μεγάλης εμβέλειας) αναφέρεται σε ένα σύστημα ασύρματης μετάδοσης υπερμεγάλων αποστάσεων που βασίζεται στην τεχνολογία ευρέος φάσματος, και υιοθετείται και προωθείται από την αμερικανική εταιρεία Semtech. Παρέχει ασφαλή και αμφίδρομη μετάδοση δεδομένων, και επιτρέπει την επικοινωνία μεγάλης εμβέλειας με δίκτυα IoT για αρκετά χρόνια χωρίς αντικατάσταση μπαταρίας. Μπορεί να στέλνει και να λαμβάνει σήματα μέχρι 10 μίλια μακριά, και αν χρειαστεί, το εύρος επικοινωνίας μπορεί να επεκταθεί σε εκατοντάδες μίλια μέσω της χρήσης επαναλήπτες.
Παρεμπιπτόντως, λίγοι άνθρωποι αναρωτιούνται για τη διαφορά μεταξύ LoRa και LoRaWAN. Αν και συχνά αναφέρονται συνώνυμα, οι δύο όροι αναφέρονται σε εντελώς διαφορετικά πράγματα. ΕΙΔΙΚΑ, Το LoRaWAN είναι ένα πρότυπο πρωτοκόλλου LPWAN που λειτουργεί στο περιβάλλον τεχνολογίας LoRa. Το ίδιο το LoRa είναι μια μέθοδος διαμόρφωσης της επικοινωνίας του Διαδικτύου των Πραγμάτων.
Τι είναι το NB-IoT
NB-IoT (Internet of Things στενής ζώνης) είναι ένα τεχνικό πρότυπο που ορίζεται από τον οργανισμό τυποποίησης 3GPP για την υποστήριξη ενός ευρέος φάσματος συσκευών και υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας. Η προδιαγραφή εφαρμόστηκε στο 3GPP Release 13 (LTE Advanced PRO) τον Ιούνιο 2016. Εστιάζει κυρίως στην κάλυψη εσωτερικών χώρων, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, χαμηλό κόστος, και υψηλή πυκνότητα σύνδεσης. Το δίκτυο NB-IoT έχει πρότυπα δικτύου κατηγορίας φορέα και μπορεί να παρέχει καλύτερη ποιότητα υπηρεσίας σήματος, ασφάλεια και έλεγχο ταυτότητας, μεταξύ άλλων.
Εάν κάνετε αναζήτηση στο διαδίκτυο, υπάρχουν πολλές πληροφορίες σχετικά με τις διαφορές μεταξύ LoRa και NB-IoT. Η ABI Research έκανε μάλιστα μια φανταστική αναφορά για τη σύγκριση των δύο τεχνολογιών. Η παρακάτω ενότητα θα σας δείξει μια λεπτομερή σύγκριση μεταξύ LoRa και NB-IoT, και θα τα αναλύσουμε από τις ομοιότητες και τις διαφορές τους.
Το NB-IoT κυκλοφόρησε από κοινού από την Huawei και την China Mobile 2016 και εμπορευματοποιούνται σε 2017.
Η τεχνολογία Lora ξεκίνησε επίσημα την LoRa Alliance 2016 από τη Semtech και τη ZTE στις Ηνωμένες Πολιτείες, και προωθείται και αναπτύσσεται συνεχώς στην Κίνα.
Οι επικοινωνίες μεγάλης εμβέλειας είναι διαθέσιμες στο LoRa και στο NB-IoT για την επίτευξη ευρείας κάλυψης.
Τόσο το NB-IoT όσο και το LoRa υποστηρίζουν χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, με κατανάλωση ενέργειας σε κατάσταση αναμονής μικρότερη από 10uA. Και τα δύο υποστηρίζουν την ισχύ της μπαταρίας και συνήθως έχουν διάρκεια λειτουργίας σε χρόνια.
Το NB-IoT βασίζεται στη δικτύωση κινητής τηλεφωνίας δικτύων κινητής τηλεφωνίας, ενώ το LoRa εξαρτάται από την πύλη LoRa. Οι τερματικές συσκευές του NB-IoT μπορούν να συνδέονται και να επικοινωνούν απευθείας με το cloud. Οι τερματικοί κόμβοι LoRa πρέπει πρώτα να μεταδώσουν τα δεδομένα στην πύλη, και στη συνέχεια η πύλη θα επικοινωνήσει με την πλατφόρμα cloud.
Σχετικά μιλώντας, η δικτύωση του NB-IoT είναι πιο βολική.
Το LoRa λειτουργεί στην ελεύθερη μπάντα ISM χωρίς άδεια, αλλά διαφέρει από χώρα σε χώρα και περιοχή. Η LoRa Alliance αφιερώνεται στην προώθηση του τυποποιημένου πρωτοκόλλου LoRaWAN παγκοσμίως, επιτρέποντας τη διασύνδεση συσκευών που συμμορφώνονται με την προδιαγραφή LoRaWAN.
Το NB-IoT χρησιμοποιεί αδειοδοτημένη ζώνη συχνοτήτων και μπορεί να αναπτυχθεί σε 3 τρόπους: αυτόνομο, μπάντα φρουράς, και εντός μπάντας. Οι περισσότεροι από τους φορείς εκμετάλλευσης παγκοσμίως χρησιμοποιούν το 900 MHz για NB-IoT, με κάποιους να αναπτύσσονται στο 800 MHz. Το NB-IoT ανήκει στην αδειοδοτημένη ζώνη συχνοτήτων, οι οποίες, όπως 2G/3G/4G, είναι μια ειδικά σχεδιασμένη ζώνη συχνοτήτων με σχετικά μικρές παρεμβολές. Εξάλλου, μπορεί να ενσωματωθεί με τους υπάρχοντες σταθμούς βάσης κυψελοειδούς δικτύου.
The cost of band licensing is not cheap these days – more than $500 ανά MHz.
Η κάλυψη μεγάλης εμβέλειας είναι το κοινό χαρακτηριστικό τόσο του LoRa όσο και του NB-IoT, αλλά το NB-IoT αποδίδει καλύτερα με εκτεταμένη κάλυψη έως 18 – 20 χλμ, που είναι υψηλότερο από το 12 – 15 km που υποστηρίζεται από το LoRa.
Ένα ενδιαφέρον γεγονός που αξίζει να σημειωθεί, ωστόσο, είναι ότι το NB-IoT λειτουργεί καλά στις πόλεις, αλλά η απόδοσή του είναι μέτρια σε προάστια ή αγροτικές περιοχές (οπουδήποτε χωρίς ισχυρή κυτταρική κάλυψη). Η κάλυψη του LoRa σε όλες τις περιοχές παραμένει σχετικά σταθερή καθώς δεν βασίζεται σε δεδομένα κινητής τηλεφωνίας ή WiFi.
Η LoRaWAN αποδίδει καλύτερα από αυτή την άποψη. Καθώς το NB-IoT λειτουργεί σε κυψελωτό αδειοδοτημένο φάσμα, Οι συσκευές πρέπει να συγχρονίζονται με το δίκτυο περιοδικά και συχνά, που με τη σειρά του καταναλώνει ενέργεια. Ωστόσο, δεν απαιτείται τέτοιος συγχρονισμός δικτύου στην αρχιτεκτονική LoRa που βασίζεται στο ALOHA.
The LoRa end application can precisely determine the ‘sleep’ time of the device, ώστε η ισχύς της μπαταρίας να εξοικονομείται εύκολα. The linear transmitter of NB-IoT requires several orders of magnitude more ‘peak current’ than LoRa with nonlinear modulation, γεγονός που επιβαρύνει επιπλέον την μπαταρία.
Ο ρυθμός δεδομένων της επικοινωνίας B-IoT μπορεί θεωρητικά να φτάσει τα 160Kbp-250Kbps, ενώ ο ρυθμός επικοινωνίας του Lora είναι περίπου 0,3-50Kbps. Από αυτή την άποψη, Το NB-IoT μπορεί να πετάξει τον LoRa έξω από το παιχνίδι.
Οι υψηλότεροι ρυθμοί δεδομένων του NB-IoT το καθιστούν ιδανικό για εφαρμογές που απαιτούν ταχύτερη απόδοση δεδομένων.
Θεωρητικά, ένας ενιαίος σταθμός βάσης NB-IoT μπορεί να υποστηρίξει 200,000 κόμβοι, ενώ το LoRaWAN υποστηρίζει περισσότερα από 60,000.
Όσο ισχυρά κι αν είναι τα πρωτόκολλα LPWAN, το λειτουργικό κόστος είναι ένας κρίσιμος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη, σε διαφορετική περίπτωση, είναι απίθανο να είναι βιώσιμες λύσεις IoT. Το LoRa έχει ένα πλεονέκτημα εδώ. Το συνολικό κόστος των μονάδων LoRaWAN είναι περίπου $8 – $10, που είναι περίπου το ήμισυ της τιμής των μονάδων NB-IoT.
Όσο πιο περίπλοκη είναι η ανάπτυξη του δικτύου NB-IoT, τόσο υψηλότερο είναι το κόστος που σχετίζεται με την IP (όσον αφορά το αδειοδοτημένο φάσμα), αυξάνοντας έτσι το συνολικό κόστος του NB-IoT. Είναι πιο ακριβό να αναβαθμίσετε το NB-IoT σε προηγμένους σταθμούς βάσης 4G/5G/LTE παρά να αναπτύξετε το LoRa μέσω βιομηχανικών πυλών στην κορυφή του πύργου. Το κόστος της τεχνολογίας LoRa αναμένεται να σημειώσει περαιτέρω πτώση καθώς η αγορά ωριμάζει.
Η αγορά της τεχνολογίας LoRaWAN έχει σταδιακά ωριμάσει και έχει αποκτήσει μεγάλη δημοτικότητα στα δημόσια δίκτυα. It has been deployed across the world to build ‘smart cities’. Αν και το NB-IoT κερδίζει μεγάλη αποδοχή στον δημόσιο τομέα, δεν είναι τόσο εφαρμόσιμο όσο το LoRa στα ιδιωτικά δίκτυα επιχειρήσεων.
Εξάλλου, οι μεγάλες επιχειρήσεις μπορούν να επωφεληθούν από το LoRa για να δημιουργήσουν υβριδικά μοντέλα IoT για την κατασκευή έξυπνων εγκαταστάσεων, και ταυτόχρονα, μπορούν να χρησιμοποιήσουν δημόσια δίκτυα για την επεξεργασία πληροφοριών και δραστηριοτήτων εκτός συσκευής. Σημειώστε ότι το NB-IoT είναι διαθέσιμο μόνο σε λειτουργία δημόσιου δικτύου.
| LoRa | NB-IoT | |
|---|---|---|
| Έτος ανάπτυξης | 2015 | 2017 |
| Ζώνη συχνοτήτων | Φάσμα χωρίς άδεια | Αδειοδοτημένες ζώνες συχνοτήτων |
| Κάλυψη μετάδοσης | 12 - 15 χλμ | 18 - 20 χλμ |
| Αριθμός υποστηριζόμενων κόμβων | 60,000 | 200,000 |
| Ποσοστό μεταφοράς δεδομένων | Χαμηλότερος ρυθμός μεταφοράς δεδομένων | Υψηλότερη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων (10x LoRa’s rates) |
| Απόδοση μπαταρίας | Μεγαλύτερη διάρκεια μπαταρίας | Μικρότερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας |
| Κόστος | Χαμηλότερο κόστος ανά συσκευή (αλλά απαιτείται πύλη) | Υψηλότερο κόστος ανά συσκευή (αλλά δεν απαιτείται πύλη) |
| Δυνατότητα ιδιωτικού δικτύου | Ναί | Οχι |
Όταν πρόκειται για την εφαρμογή, Το NB-IoT και το LoRa διατηρούν μια ανταγωνιστική και συμπληρωματική σχέση. Σε τομείς όπως η έξυπνη μέτρηση όπου μπορείτε να υιοθετήσετε τόσο το LoRa όσο και το NB-IoT, είναι ανταγωνιστές. Το δίκτυο NB-IoT είναι πιο κατάλληλο για τερματικά με ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων, και η τεχνολογία LoRa είναι ιδανική για υπόγειες και απομακρυσμένες περιοχές όπου το δίκτυο NB-IoT είναι ασταθές.
Μπορεί να διαπιστώσετε ότι πολλά τεχνικά άρθρα συγκρίνουν τις τεχνολογίες LoRa και NB-IoT σαν να τσακώνονται για το ποιος κυριαρχεί στην αγορά IoT. στην πραγματικότητα, ως δύο αναδυόμενες τεχνολογίες, Τα πρότυπα LoRa και NB-IoT σχεδιάστηκαν για να βελτιώσουν την απόδοση ισχύος, ασφάλεια και διαλειτουργικότητα των συσκευών IoT. Συνολικά, καθένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και αδυναμίες για να εξυπηρετήσει διαφορετικές ομάδες-στόχους χρηστών. Η επιλογή της τεχνολογίας εξαρτάται από τις ανάγκες των χρηστών, και θα πρέπει να επιλεγεί εύλογα σύμφωνα με το πραγματικό σας έργο.
Τόσο το NB-IoT όσο και το LoRa βρίσκονται ακόμη στο αρχικό στάδιο ανάπτυξής τους και απαιτούν επενδύσεις και κοινές προσπάθειες από όλα τα μέρη. Όταν καταστεί δυνατή η υλοποίηση μεγάλης κλίμακας, το κόστος εγκατάστασης του NB-IoT και του LoRa φυσικά θα μειωθεί περαιτέρω. Σε αυτό το νέο κύμα ανάπτυξης IoT, η υλοποίηση του έργου θα πρέπει να αποτελεί προτεραιότητα προκειμένου να αποκτηθούν ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα. Η καινοτομία προϊόντων είναι απαραίτητη για το LoRa και το NB-IoT, και η καινοτομία εφαρμογών έργων πρέπει να δοθεί μεγάλη έμφαση. It’s hard to say who will win the match, παρά όλα αυτά, όλα είναι πιθανά.
Τα έξυπνα κτίρια μεταμορφώνουν τη ζωή και την εργασία μας, προσφέροντας πρωτοφανή επίπεδα άνεσης, αποδοτικότητα, και…
Το IoT έχει γίνει μια μεταμορφωτική δύναμη στον διασυνδεδεμένο κόσμο μας. It’s like the magical key…
Imagine a world without light...scary, σωστά? We’d all be stumbling around in the dark like…
Μπείτε στον συναρπαστικό κόσμο του έξυπνου αυτοματισμού γραφείου, where technology takes center stage and…
Τα δάση μπορεί να είναι δύσκολο να τα παρακολουθείς. They’re big, and the tangle of…
Το στρες στο νερό που προκαλείται από την έντονη ζέστη μπορεί να είναι επιζήμιο για την ανάπτυξη των φυτών, especially for small…