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LoRa與NB-IoT物聯網應用對比方案

18年08月02日     成都億佰特

[導讀]LoRa是由美國Semtech公司推出的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案,屬于低功耗廣域網(LoRaWAN),是一種低帶寬、遠距離、低功耗、連接量多的物聯網通信技術。

一、  概述

成都億佰特電子科技有限公司是一家致力于自主研發和客戶定制需求的創新型公司。LoRa和NB-IoT是目前發展勢頭最猛的兩個低功耗廣域網通信技術,都是針對無線傳輸中低功耗、遠距離的方案,隨著物聯網技術不斷發展,其在智慧城市中的應用越來越廣泛。成都億佰特針對兩種不同技術研發推出了系列產品,包括基于LoRa的E32系列,E19系列,E22系列和基于NB-IOT的E840-DTU系列。

LoRa是由美國Semtech公司推出的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案,屬于低功耗廣域網(LoRaWAN),是一種低帶寬、遠距離、低功耗、連接量多的物聯網通信技術。NB-IOT是由3GPP標準化組織定義的物聯網窄帶射頻技術,是一種低功耗、廣覆蓋、超遠距離、超大連接量的蜂窩通信技術。

物聯網主要有感知層、網絡層、應用層三部分構成,感知層:利用傳感器等隨時隨地獲取物體的信息;網絡層:通過各類網絡連接,將感知層獲取到的信息準確實時的傳輸出去;應用層:將網絡層傳輸來的數據進行處理,進行一系列對比分析,達到智能化控制和監測。

二、  對比

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1)  頻段、成本、服務質量

LoRa工作在Sub-1G的免授權頻段,無需申請便可以建立網絡設備,相對來說網絡架構簡單,而且實際應用中不需要額外付通信費用,但是因為是開放頻段,所以實際應用非常廣泛,容易受到其他相同頻段設備的干擾。NB-IOT和蜂窩通信使用的是運營商提供的授權頻段,因為是專門劃分的頻段,因此干擾相對要少很多,雖然實際應用中會收取一定的通信費用,但是相應的也會提供更好的信號服務質量,安全性和認證。而且針對目前蜂窩網絡基站的建成更有利于快速大規模應用。

2)  通信距離

LoRa擁有獨特的擴頻技術,成都億佰特實際產品測試,在一般的空曠環境下,30dBm的

功率433MHz頻段通信穩定距離都可以保證在5km以上。NB-IOT信號覆蓋范圍取決于其基站密度和鏈路預算,相比GPRS和LTE其開闊環境信號覆蓋范圍可以增加7倍以上,一般通信穩定距離也可以達到15km。

3)  低功耗、電池壽命

關于電池壽命方面需要考慮兩個重要因素,協議內容和節點電流消耗。LoRaWAN是基于ALOHA協議的異步通信方式,因此可以根據具體應用需求進行精準的休眠時間設定,達到充分利用電池電量的目的。NB-IOT同步協議的節點必須定期地聯網,所需要的“峰值電流”比采用非線性調制的LoRa多出了幾個數量級,尤其是在喚醒后請求基站到接入服務器的過程中,會存在大量電池電量的消耗。

4)  設備成本

對終端節點來說,LoRa相比NB-IOT更加簡單,更容易開發,NB-IOT的協議和調制機制比較復雜,需要更復雜的電路設計和更多的花費,同時NB-IOT采用授權頻段,通信需要收取一定的費用。

三、  應用方案

1)  智能電表

電表可以采用電源供電,因此在低功耗和電池使用壽命方面沒有過多要求,但是需要對網絡內設備的數據進行實時監控以便及時發現隱患并處理,對于這種低延時、高傳輸速率、大連接量的應用場合,NB-IOT相比LoRa更加適合。

2)  工業制造

一些工業環境中需要對運行的機器進行實時監控,從而保證生產效率同時減少工作量輸出,這種應用場景需要實時頻繁的進行通信,而且需要保障通信穩定性,這種就比較適合NB-IOT方案。一種工業場景應用是需要追蹤設備和監控工作設備的運行狀態,需要低成本并且長壽命的電池供電,相比來說LoRa更加適合。

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3)  物流追蹤

在物流追蹤應用中,需要設備在實際應用中具有長電池使用壽命,需要根據定位需求在運輸車輛或倉庫場所布網,這時便攜式的基站便派上了用場,LoRa滿足這樣的部署方案。

4)  智慧農業

對于農業,需要與低功耗和低成本的傳感器結合,將溫濕度、二氧化碳濃度、鹽堿度等數據進行上傳,由于農作物生產周期比較長,因此不需要設備實時上傳數據,LoRa比較適合用于這種場景,但是當農業面積覆蓋比較大時,NB-IOT反而更加適合。

LoRa和NB-IOT二者具有各自的特點和應用適應性,兩者哪個更加優秀沒有一個定性選擇,每一個應用場景都具有自己獨特的需求和考慮。

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