За последние годы, различные технологии глобального Интернета вещей появлялись одна за другой, особенно в области глобальных сетей малой мощности. На рынке LPWAN доминируют технологии NB-IoT и LoRa., которые поддерживают связь между отраслями и создают инновационные услуги, такие как интеллектуальные счетчики газа и воды и умная парковка. Эти две технологии часто сравнивают., и ведутся дискуссии о том, что лучше для разработки. В этой статье делается попытка выяснить, как компании могут выбирать между двумя технологиями для создания Интернета вещей..
Тенденции и статистика: LoRa, NB-IoT и LPWAN
Несмотря на нехватку чипсетов и пандемию коронавируса, мировой рынок LPWAN в последние годы значительно вырос. Ожидается, что рынок достигать $46 миллиард по 2022 (чуть выше $500 миллион в 2015). По факту, LPWAN был горячей точкой с тех пор, как 2016, с четырьмя технологиями, LoRa, NB-IoT, Sigfox и LTE-M, учет более чем 96% доли рынка. Более конкретно, NB-IoT удерживает ведущую долю с 47%, затем LoRa захватывает более 36% рыночная доля.
Регион APAC стал большой ареной для сетевых технологий LPWAN., и Китай является важным рынком для скорейшего внедрения и разработки LoRa и NB-IoT.. Одним из ключевых факторов успеха LoRa и NB-IoT является поддержка надежной экосистемы ведущих поставщиков IoT, таких как Amazon., Хуавей, Qualcomm, и Сиско. И крупные операторы, и гиганты оборудования предоставляют клиентам более широкий выбор. Было бы интересно посмотреть, какую поддержку обеспечат LoRa и NB-IoT, когда дело доходит до развертывания IoT..
Краткое введение в LoRa и NB-IoT
NB-IoT и LoRa, как две наиболее перспективные коммуникационные технологии LPWAN, ком с различными техническими и коммерческими характеристиками. Эти две технологии разработаны с широким охватом, низкое энергопотребление, бюджетный, несколько соединений, и низкая скорость. Оба они идеально подходят для приложений IoT с низким энергопотреблением и играют активную роль в расширении своих экосистем.. Прежде чем углубляться в сравнение, давайте кратко рассмотрим два протокола.
Что такое LoRa
LoRa (Дальний) относится к схеме беспроводной передачи на сверхдальние расстояния, основанной на технологии расширенного спектра., и принят и продвигается американской компанией Semtech. Обеспечивает безопасную и двустороннюю передачу данных, и обеспечивает дальнюю связь с сетями IoT в течение нескольких лет без замены батареи. Он может отправлять и принимать сигналы до 10 миль, и если нужно, дальность связи может быть увеличена до сотен миль за счет использования ретрансляторов.
Кстати, довольно много людей задаются вопросом о разнице между LoRa и LoRaWAN. Хотя их часто называют синонимами, эти два термина относятся к совершенно разным вещам. Конкретно, LoRaWAN — это стандарт протокола LPWAN, работающий в технологической среде LoRa.. LoRa сама по себе является методом модуляции связи Интернета вещей..
Что такое NB-IoT
NB-IoT (Узкополосный Интернет вещей) это технический стандарт, определенный организацией по стандартизации 3GPP для поддержки широкого спектра сотовых устройств и услуг.. Спецификация была реализована в версии 3GPP. 13 (LTE Расширенный PRO) в июне 2016. Он в основном ориентирован на внутреннее покрытие, низкое энергопотребление, бюджетный, и высокая плотность соединения. Сеть NB-IoT имеет сетевые стандарты операторского класса и может обеспечить лучшее качество обслуживания сигналов., безопасность и аутентификация, среди прочего.
LoRa VS NB-IoT: сравнение по характеристикам
Если вы ищете в Интернете, есть много крупиц информации о различиях между LoRa и NB-IoT. ABI Research даже сделала фантастический отчет о сравнении двух технологий.. В следующем разделе будет показано подробное сравнение между LoRa и NB-IoT., и мы разберем их по сходствам и различиям.
Сходства LoRa и NB-IoT
- Все относятся к новой технологии связи IoT
NB-IoT был запущен совместно Huawei и China Mobile в 2016 и коммерциализирован в 2017.
Технология Lora официально запустила LoRa Alliance в 2016 от Semtech и ZTE в США, и постоянно продвигается и развивается в Китае.
- Поддержкаширокий охват
Связь на большие расстояния доступна для LoRa и NB-IoT для обеспечения широкого покрытия.
- Поддержка низкого энергопотребления
И NB-IoT, и LoRa поддерживают низкое энергопотребление, с потребляемой мощностью в режиме ожидания менее 10 мкА. Оба поддерживают питание от батареи и обычно имеют срок службы в годах..
Различия между LoRa и NB-IoT
- Сеть
NB-IoT основан на сотовой сети мобильных сетей., в то время как LoRa зависит от шлюза LoRa. Терминальные устройства NB-IoT могут подключаться и взаимодействовать с облаком напрямую.. Конечные узлы LoRa должны сначала передать данные на шлюз., и тогда шлюз будет связываться с облачной платформой.
Условно говоря, сеть NB-IoT более удобна.
- Диапазон частот
LoRa работает в нелицензируемом бесплатном диапазоне ISM., но это варьируется от страны к стране и региону. LoRa Alliance занимается глобальным продвижением стандартизированного протокола LoRaWAN., обеспечение возможности соединения устройств, соответствующих спецификации LoRaWAN.
NB-IoT использует лицензированную полосу частот и может быть развернут в 3 способы: автономный, повязка, и внутриполосный. Большинство операторов по всему миру используют 900 МГц для NB-IoT, с некоторым развертыванием в 800 МГц. NB-IoT относится к лицензированной полосе частот, который, как 2G/3G/4G, это специально спланированная полоса частот с относительно небольшими помехами. Кроме того, он может быть интегрирован с существующими базовыми станциями сотовой сети.
Стоимость лицензирования группы в наши дни недешева. – больше, чем $500 на МГц.
- Дальность передачи
Покрытие дальнего радиуса действия — это то, что объединяет LoRa и NB-IoT., но NB-IoT работает лучше с расширением покрытия до 18 – 20 км, что выше, чем 12 – 15 км при поддержке LoRa.
Интересный факт, достойный внимания, Однако, в том, что NB-IoT хорошо работает в городах, но его производительность средняя в пригороде или сельской местности (в любом месте без сильного покрытия сотовой связи). Покрытие LoRa во всех регионах остается относительно стабильным, поскольку оно не зависит от сотовых данных или Wi-Fi..
- Производительность батареи
LoRaWAN работает лучше в этом отношении. Поскольку NB-IoT работает в сотовом лицензированном спектре, устройства должны синхронизироваться с сетью периодически и часто, который, в свою очередь, потребляет энергию. Однако, в архитектуре LoRa на основе ALOHA такая сетевая синхронизация не требуется..
Конечное приложение LoRa может точно определить время «сна» устройства., так что заряд батареи можно легко сохранить. Линейный передатчик NB-IoT требует на несколько порядков больше «пикового тока», чем LoRa с нелинейной модуляцией., что создает дополнительную нагрузку на аккумулятор.
- Скорость передачи данных
Скорость передачи данных связи B-IoT теоретически может достигать 160–250 Кбит/с., в то время как скорость связи Лоры составляет около 0,3-50 кбит/с. В этом отношении, NB-IoT может выбросить LoRa из игры.
Более высокие скорости передачи данных NB-IoT делают его идеальным для приложений, требующих более высокой пропускной способности данных..
- Количество поддерживаемых узлов
В теории, одна базовая станция NB-IoT может поддерживать 200,000 узлы, в то время как LoRaWAN поддерживает более 60,000.
- Расходы
Независимо от того, насколько мощными являются протоколы LPWAN, эксплуатационные расходы являются критическим фактором, который следует учитывать, в противном случае, они вряд ли будут жизнеспособными решениями IoT. У LoRa здесь преимущество. Общая стоимость модулей LoRaWAN составляет около $8 – $10, что примерно вдвое дешевле модулей NB-IoT.
Чем сложнее развертывание сети NB-IoT, чем выше стоимость IP (по лицензируемому спектру), таким образом увеличивая общую стоимость NB-IoT. Обновление NB-IoT до продвинутых базовых станций 4G/5G/LTE обходится дороже, чем развертывание LoRa через промышленные шлюзы на вышках.. Ожидается, что стоимость технологии LoRa будет снижаться по мере взросления рынка..
- Возможность частной сети
Рынок технологии LoRaWAN постепенно созрел и приобрел широкую популярность в сетях общего пользования.. Он был развернут по всему миру для создания «умных городов».. Хотя NB-IoT получает широкое признание в общественном достоянии, он не так применим, как LoRa в частных сетях предприятий.
Кроме того, крупные предприятия могут использовать преимущества LoRa для создания гибридных моделей IoT для создания интеллектуальных объектов., и в то же время, они могут использовать общедоступные сети для обработки информации и действий вне устройства. Обратите внимание, что NB-IoT доступен только в режиме общедоступной сети..
Сравнительная таблица NB-IoT и LoRa
| LoRa | NB-IoT | |
|---|---|---|
| Год разработки | 2015 | 2017 |
| Диапазон частот | Нелицензионный спектр | Лицензированные полосы частот |
| Покрытие передачи | 12 - 15 км | 18 - 20 км |
| Количество поддерживаемых узлов | 60,000 | 200,000 |
| Скорость передачи данных | Более низкая скорость передачи данных | Более высокая скорость передачи данных (10x тарифы LoRa) |
| Производительность батареи | Увеличенный срок службы батареи | Более короткий срок службы батареи |
| Расходы | Более низкая стоимость устройства (но нужен шлюз) | Более высокая стоимость за устройство (но шлюз не требуется) |
| Возможность частной сети | да | Нет |
Различные варианты использования LoRa и NB IoT
Когда дело доходит до приложения, NB-IoT и LoRa поддерживают конкурентные и взаимодополняющие отношения. В таких областях, как интеллектуальные измерения, где вы можете использовать как LoRa, так и NB-IoT, они конкуренты. Сеть NB-IoT больше подходит для терминалов с широким спектром деятельности, и технология LoRa идеально подходят для подземных и удаленных районов, где сеть NB-IoT нестабильна..
Приложения NB-IoT
- Совместное использование велосипедов: Широкое распространение и низкая плотность единиц, что делает его пригодным для операторских сетей.
- Интеллектуальный учет: Счетчики воды, счетчики электроэнергии, счетчики газа, так далее. Низкие требования к частоте сбора данных и доступности сети, и самодельные базовые станции не рассматриваются.
- Умный носимый: Терминальные устройства распределены по всей городской территории, идеально подходит для операторских сетей.
- Умная логистика: Терминалы позиционирования перемещаются по регионам, и интервальная частота загрузки не высокая.
- Мониторинг водопроводной/трубопроводной сети: Широкое распространение и небольшая плотность единиц.
- Умная парковка: Изменение магнитного поля вызвано геомагнитным полем для определения места для парковки транспортных средств..
Приложения LoRa
- Интеллектуальный учет: Пользователи предъявляют высокие требования к частоте сбора, анализ данных и доступность сети.
- Умное обнаружение парковки: Некоторые требования к частоте сбора и сроку службы оконечных устройств.
- Пригородный: Например, майнинг, добывающая промышленность, и тяжелой промышленности.
- Закрытые зоны: Пользователи в университетах, парки, и здания хотят построить частные сети для управления своими приложениями и объектами.
- Промышленная передача данных: Сильный анти-помех, требуется большое расстояние передачи и стабильная передача данных.
LoRa или NB IoT – Конкуренты или дополнение?
Вы можете обнаружить, что многие технические статьи сравнивают технологии LoRa и NB-IoT, как будто они борются за то, кто доминирует на рынке IoT.. По факту, как две новые технологии, Стандарты LoRa и NB-IoT были разработаны для повышения энергоэффективности., безопасность и совместимость устройств IoT. Общий, каждый из них имеет свои сильные и слабые стороны, чтобы обслуживать различные целевые группы пользователей.. Выбор технологии зависит от потребностей пользователей, и это должно быть выбрано разумно в соответствии с вашим фактическим проектом.
И NB-IoT, и LoRa все еще находятся на ранней стадии разработки и требуют инвестиций и совместных усилий всех сторон.. Когда станет возможным масштабное внедрение, стоимость развертывания NB-IoT и LoRa, естественно, будет дополнительно снижена. В этой новой волне развития IoT, реализация проекта должна быть приоритетом для получения конкурентных преимуществ. Для LoRa и NB-IoT необходимы инновационные продукты, и инновациям в проектных приложениях следует уделять большое внимание. Трудно сказать, кто выиграет матч, после всего, все возможно.
