Nos últimos anos, várias tecnologias da Internet das Coisas global surgiram uma após a outra, especialmente no campo de redes de área ampla de baixa potência. O mercado LPWAN é dominado pelas tecnologias NB-IoT e LoRa, que oferecem suporte à conectividade entre setores e criam serviços inovadores, como medição inteligente de gás e água e estacionamento inteligente. As duas tecnologias são frequentemente comparadas, e as discussões sobre o que é melhor para o desenvolvimento estão em andamento. Este artigo tenta descobrir como as empresas podem escolher entre as duas tecnologias para construir a Internet das Coisas.
Apesar da escassez de chipsets e da pandemia de coronavírus, o mercado global de LPWAN teve um crescimento significativo nos últimos anos. Espera-se que o mercado alcançar $46 bilhões por 2022 (acima de pouco mais $500 milhões em 2015). Na verdade, LPWAN tem sido um ponto quente desde 2016, com quatro tecnologias, LoRa, NB-IoT, Sigfox e LTE-M, contabilizando mais de 96% da participação de mercado. Mais especificamente, NB-IoT detém a liderança com 47%, seguido por capturas de LoRa em um 36% Quota de mercado.
A região APAC tem sido um grande palco para as tecnologias de rede LPWAN, e a China é um mercado crítico para a adoção antecipada e desenvolvimento de LoRa e NB-IoT. Um dos principais fatores de sucesso de LoRa e NB-IoT é o suporte do sólido ecossistema dos principais fornecedores de IoT, como Amazon, Huawei, qualcomm, e Cisco. Tanto as principais operadoras quanto os gigantes do equipamento oferecem aos clientes uma escolha mais ampla. Seria interessante ver que tipo de suporte LoRa e NB-IoT trarão para a mesa quando se trata de implantação de IoT.
NB-IoT e LoRa, como duas das mais promissoras tecnologias de comunicação LPWAN, com diferentes características técnicas e comerciais. Essas duas tecnologias são projetadas com ampla cobertura, Baixo consumo de energia, baixo custo, múltiplas conexões, e baixa velocidade. Ambos são ideais para aplicações IoT de baixo consumo de energia e desempenham um papel ativo na expansão de seus ecossistemas. Antes de entrar na comparação, let’s take a quick look at the two protocols.
O que é LoRa
LoRa (Longo alcance) refere-se a um esquema de transmissão sem fio de ultralonga distância baseado na tecnologia de espectro espalhado, e é adotado e promovido pela empresa americana Semtech. Ele fornece transmissão de dados segura e bidirecional, e permite comunicação de longo alcance com redes IoT por vários anos sem substituição de bateria. Ele pode enviar e receber sinais de até 10 a milhas de distância, e se necessário, os alcances de comunicação podem ser estendidos para centenas de milhas através do uso de repetidores.
Por falar nisso, muitas pessoas estão se perguntando sobre a diferença entre LoRa e LoRaWAN. Embora muitas vezes sejam mencionados como sinônimos, os dois termos se referem a coisas totalmente diferentes. Especificamente, LoRaWAN é um padrão de protocolo LPWAN que opera no ambiente de tecnologia LoRa. LoRa em si é um método de modulação da comunicação da Internet das Coisas.
O que é NB-IoT
NB-IoT (Internet das coisas de banda estreita) é um padrão técnico definido pela organização de padronização 3GPP para suportar uma ampla gama de dispositivos e serviços celulares. A especificação foi implementada na versão 3GPP 13 (LTE Avançado PRO) em junho 2016. Ele se concentra principalmente na cobertura interna, Baixo consumo de energia, baixo custo, e alta densidade de conexão. A rede NB-IoT possui padrões de rede de nível de operadora e pode fornecer melhor qualidade de serviço de sinal, segurança e autenticação, entre outros.
Se você pesquisar on-line, há muitas informações sobre as diferenças entre LoRa e NB-IoT. A ABI Research ainda fez um relatório fantástico sobre a comparação das duas tecnologias. A seção a seguir mostrará uma comparação detalhada entre LoRa e NB-IoT, e vamos separá-los de suas semelhanças e diferenças.
O NB-IoT foi lançado em conjunto pela Huawei e China Mobile em 2016 e comercializado em 2017.
A tecnologia Lora lançou oficialmente a LoRa Alliance em 2016 pela Semtech e ZTE nos Estados Unidos, e tem sido continuamente promovido e desenvolvido na China.
Comunicações de longo alcance estão disponíveis para LoRa e NB-IoT para obter ampla cobertura.
Tanto NB-IoT quanto LoRa suportam baixo consumo de energia, com um consumo de energia em espera inferior a 10uA. E ambos suportam energia da bateria e normalmente têm uma vida operacional em anos.
NB-IoT é baseado em rede celular de redes móveis, enquanto LoRa depende do gateway LoRa. Os dispositivos terminais do NB-IoT podem se conectar e se comunicar diretamente com a nuvem. Os nós finais LoRa precisam primeiro transmitir os dados para o gateway, e então o gateway se comunicará com a plataforma de nuvem.
Relativamente falando, a rede de NB-IoT é mais conveniente.
LoRa opera na banda ISM livre não licenciada, mas varia de país para país e região. A LoRa Alliance se dedica a promover o protocolo LoRaWAN padronizado globalmente, permitindo que dispositivos em conformidade com a especificação LoRaWAN sejam interconectados.
NB-IoT usa banda de frequência licenciada e pode ser implantado em 3 caminhos: estar sozinho, banda de guarda, e dentro da banda. A maioria das operadoras em todo o mundo utiliza o 900 MHz para NB-IoT, com alguns implantando no 800 MHz. NB-IoT pertence à banda de frequência licenciada, que, como 2G/3G/4G, é uma banda de frequência especialmente planejada com relativamente pouca interferência. além disso, pode ser integrado com as estações base de rede celular existentes.
The cost of band licensing is not cheap these days – more than $500 por MHz.
Cobertura de longo alcance é o que LoRa e NB-IoT têm em comum, mas o NB-IoT funciona melhor com uma cobertura estendida de até 18 – 20 km, que é mais alto que o 12 – 15 km suportados por LoRa.
Um fato interessante digno de nota, Contudo, é que NB-IoT funciona bem em cidades, mas seu desempenho é médio em subúrbios ou áreas rurais (em qualquer lugar sem forte cobertura celular). A cobertura de LoRa em todas as regiões permanece relativamente estável, pois não depende de dados de celular ou Wi-Fi.
LoRaWAN tem melhor desempenho nesse aspecto. Como o NB-IoT opera no espectro celular licenciado, os dispositivos devem sincronizar com a rede periodicamente e com frequência, que por sua vez consome energia. no entanto, nenhuma sincronização de rede é necessária na arquitetura LoRa baseada em ALOHA.
The LoRa end application can precisely determine the ‘sleep’ time of the device, assim a energia da bateria pode ser facilmente conservada. The linear transmitter of NB-IoT requires several orders of magnitude more ‘peak current’ than LoRa with nonlinear modulation, o que sobrecarrega a bateria.
A taxa de dados da comunicação B-IoT pode atingir teoricamente 160Kbp-250Kbps, enquanto a taxa de comunicação de Lora é de cerca de 0,3-50Kbps. A este respeito, NB-IoT pode tirar LoRa do jogo.
As taxas de dados mais altas do NB-IoT o tornam perfeito para aplicativos que exigem uma taxa de transferência de dados mais rápida.
Em teoria, uma única estação base NB-IoT pode suportar 200,000 nós, enquanto LoRaWAN suporta mais de 60,000.
Independentemente de quão poderosos são os protocolos LPWAN, o custo operacional é um fator crítico a considerar, por outro lado, é improvável que sejam soluções de IoT viáveis. LoRa tem uma vantagem aqui. O custo total dos módulos LoRaWAN é de cerca de $8 – $10, que é cerca de metade do preço dos módulos NB-IoT.
Quanto mais complexa a implantação da rede NB-IoT, quanto maior o custo relacionado ao IP (em termos de espectro licenciado), aumentando assim o custo geral do NB-IoT. É mais caro atualizar NB-IoT para estações base 4G/5G/LTE avançadas do que implantar LoRa por meio de gateways industriais no topo da torre. Espera-se que o custo da tecnologia LoRa testemunhe um declínio adicional à medida que o mercado amadurece.
O mercado da tecnologia LoRaWAN amadureceu gradualmente e ganhou grande popularidade em redes públicas. It has been deployed across the world to build ‘smart cities’. Embora o NB-IoT ganhe grande aceitação no domínio público, não é tão aplicável quanto o LoRa nas redes privadas das empresas.
além disso, grandes empresas podem aproveitar LoRa para criar modelos híbridos de IoT para construir instalações inteligentes, e ao mesmo tempo, eles podem utilizar redes públicas para processar informações e atividades fora do dispositivo. Observe que o NB-IoT está disponível apenas no modo de rede pública.
| LoRa | NB-IoT | |
|---|---|---|
| Ano de desenvolvimento | 2015 | 2017 |
| Faixa de frequência | espectro não licenciado | Bandas de frequência licenciadas |
| Cobertura de transmissão | 12 - 15 km | 18 - 20 km |
| Número de nós suportados | 60,000 | 200,000 |
| Taxa de transferência de dados | Menor taxa de transferência de dados | Maior taxa de transferência de dados (10x LoRa’s rates) |
| Desempenho da bateria | Maior duração da bateria | Vida útil da bateria mais curta |
| Custo | Menor custo por dispositivo (mas gateway necessário) | Maior custo por dispositivo (mas nenhum gateway necessário) |
| Capacidade de rede privada | sim | Não |
Quando se trata do aplicativo, NB-IoT e LoRa mantêm uma relação competitiva e complementar. Em áreas como medição inteligente, onde você pode adotar LoRa e NB-IoT, eles são concorrentes. A rede NB-IoT é mais adequada para terminais com uma ampla gama de atividades, e a tecnologia LoRa é ideal para áreas subterrâneas e remotas onde a rede NB-IoT é instável.
Você pode descobrir que muitos artigos técnicos comparam as tecnologias LoRa e NB-IoT como se estivessem brigando por quem domina o mercado de IoT. Na verdade, como duas tecnologias emergentes, Os padrões LoRa e NB-IoT foram projetados para melhorar a eficiência energética, segurança e interoperabilidade de dispositivos IoT. Geral, cada um deles tem seus próprios pontos fortes e fracos para atender a diferentes grupos de usuários-alvo. A escolha da tecnologia depende das necessidades dos usuários, e deve ser escolhido razoavelmente de acordo com o seu projeto real.
Tanto NB-IoT quanto LoRa ainda estão em estágio inicial de desenvolvimento e exigem investimento e esforços conjuntos de todas as partes. Quando a implementação em larga escala se torna possível, o custo de implantação de NB-IoT e LoRa será naturalmente ainda mais reduzido. Nesta nova onda de desenvolvimento de IoT, a implementação do projeto deve ser uma prioridade, a fim de obter vantagens competitivas. A inovação do produto é necessária para LoRa e NB-IoT, e a inovação de aplicação de projetos deve ser colocada em grande ênfase. It’s hard to say who will win the match, afinal, tudo é possível.
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