NB-IoT與LoRa誰(shuí)可以在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得勝利

近年來(lái)，全球物聯(lián)網(wǎng)各種技術(shù)層出不窮，尤其是低功耗廣域接入（LPWAN）技術(shù)，發(fā)展得非常迅猛。

在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，行業(yè)主要以NB-IoT與LoRa兩種技術(shù)為主，支撐各行各業(yè)互聯(lián)，也開(kāi)創(chuàng)智能電表、共享空調(diào)等多種創(chuàng)新業(yè)務(wù)。筆者在前幾天文章中分別概括了NB-IoT與LoRa兩種技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀。

業(yè)內(nèi)人士經(jīng)常將兩種技術(shù)拿來(lái)進(jìn)行比較，哪種技術(shù)更適合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展的討論也在持續(xù)，對(duì)于要建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)的垂直行業(yè)企業(yè)而言，如何選擇兩種技術(shù)，本篇文章試著來(lái)找一下答案。

LoRa和NB-IoT發(fā)展現(xiàn)狀

隨著近幾年的快速發(fā)展，LoRa和NB-IoT在廣覆蓋上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，NB-IoT目前已經(jīng)完成了全國(guó)超過(guò)300多個(gè)城市的覆蓋，終端連接數(shù)已經(jīng)超過(guò)5000萬(wàn)，且每年以千萬(wàn)級(jí)數(shù)量遞增，覆蓋行業(yè)包括智慧城市、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、物流等各行各業(yè)。

而LoRa也在全國(guó)多點(diǎn)開(kāi)花。LoRa作為比NB-IoT更早出現(xiàn)的技術(shù)，也受到一些垂直行業(yè)市場(chǎng)的關(guān)注。同時(shí)，一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)選擇推動(dòng)LoRa技術(shù)發(fā)展，意圖借LoRa技術(shù)開(kāi)辟IoT新路。

如今，雙方都需要尋找新的增長(zhǎng)場(chǎng)景，而智能家居、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)方興未艾，無(wú)論是市場(chǎng)未來(lái)的發(fā)展廣度還是深度都值得各種技術(shù)投入大力發(fā)展。因此，誰(shuí)能占據(jù)市場(chǎng)領(lǐng)先地位，能夠獲得更多的產(chǎn)業(yè)鏈支持，形成更為完善的生態(tài)系統(tǒng)，就能在未來(lái)獲得更大的贏面。

同為廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的LoRa和NB-IoT在這種短距離覆蓋場(chǎng)景中都具有先天優(yōu)勢(shì)，覆蓋面積廣、功耗低、有著強(qiáng)大的管理平臺(tái)、豐富的終端種類以及大量的產(chǎn)業(yè)鏈上下游支持。

IHS Markit報(bào)告指出，曾經(jīng)廣泛開(kāi)放的LPWAN市場(chǎng)領(lǐng)域開(kāi)始明顯緊縮，不過(guò)仍處于初期發(fā)展階段。2018年只有1.5億個(gè)LPWAN鏈路被布署，到2023年LoRa與NB-IoT可望占據(jù)所有LPWAN鏈路的86%，其中LoRa可能會(huì)獲得更多私有網(wǎng)絡(luò)采用，NB-IoT則主要應(yīng)用于公共網(wǎng)絡(luò)。

NB-IoT特點(diǎn)

NB-IoT在帶寬和成本上優(yōu)勢(shì)明顯，構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署UMTS網(wǎng)絡(luò)、LTE網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)，很容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。同時(shí)，相對(duì)于4G網(wǎng)絡(luò)，它支持的待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，連接高效，而且聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命很高。

NB-IoT的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用場(chǎng)景：正是因?yàn)镹B-IoT技術(shù)成本低、功耗低，所以在定位、水表和停車等領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛，如共享單車?yán)锞陀袃?nèi)置NB-IoT模組，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通訊。

更重要的是，NB-IoT背靠運(yùn)營(yíng)商對(duì)于室內(nèi)場(chǎng)景覆蓋有著天然的優(yōu)勢(shì)。確定的頻譜資源，并可利用運(yùn)營(yíng)商原有的室分系統(tǒng)完成覆蓋，可通過(guò)融合套餐，設(shè)備體驗(yàn)等方式將NB-IoT設(shè)備推入到用戶家庭當(dāng)中。廣泛應(yīng)用于如智能家居、智能零售和智慧城市等行業(yè)中。

NB-IoT雖然優(yōu)勢(shì)明顯，但在國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀是缺乏一個(gè)統(tǒng)一的開(kāi)放產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)、芯片、網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)的應(yīng)用層廠商以中小企業(yè)為主，還需要壯大自身聯(lián)盟的實(shí)力，打造強(qiáng)大的生態(tài)。

LPWAN（LoRa）特點(diǎn)

目前在國(guó)內(nèi)，由于備受國(guó)家政策、電信運(yùn)營(yíng)商和業(yè)內(nèi)大廠的青睞，NB-IoT技術(shù)的發(fā)展可謂如火如荼。相比而言，此前因頻段授權(quán)問(wèn)題沉寂許久的LoRa技術(shù)低調(diào)很多。

然而，隨著阿里巴巴和中國(guó)鐵塔合作，以及騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭宣布加入LoRa聯(lián)盟的消息又為該產(chǎn)業(yè)注入一支“強(qiáng)心劑”，LoRa技術(shù)或?qū)⒃趪?guó)內(nèi)迎來(lái)又一個(gè)春天。

LoRa的一大特點(diǎn)是在同樣功耗下比其它無(wú)線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由基站（也可以是網(wǎng)關(guān)）、服務(wù)器、LoRa終端和物聯(lián)網(wǎng)云四部分組成，其特點(diǎn)是應(yīng)用端和服務(wù)器端數(shù)據(jù)雙向傳遞。

LoRa的優(yōu)勢(shì)是超低功耗和多信道數(shù)據(jù)傳輸，增加了系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量，網(wǎng)關(guān)和終端系統(tǒng)能夠支持測(cè)距和定位，非常適用于位置敏感的應(yīng)用。

LoRa擁有著阿里、騰訊、谷歌等的支持，可直接獲得圍繞在這些頭部互聯(lián)網(wǎng)玩家周圍的生態(tài)支持。

可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)的室內(nèi)場(chǎng)景中，NB-IoT與LoRa無(wú)疑將依托各自的生態(tài)進(jìn)行長(zhǎng)期的龍爭(zhēng)虎斗。

NB-IoT和LoRa對(duì)比

（1） 頻段、成本、服務(wù)質(zhì)量

NB-IOT和蜂窩通信使用的是運(yùn)營(yíng)商提供的授權(quán)頻段，因?yàn)槭菍ｉT劃分的頻段，因此干擾相對(duì)要少很多，雖然實(shí)際應(yīng)用中會(huì)收取一定的通信費(fèi)用，但是相應(yīng)的也會(huì)提供更好的信號(hào)服務(wù)質(zhì)量，安全性和認(rèn)證。而且針對(duì)目前蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站的建成更有利于快速大規(guī)模應(yīng)用。

LoRa工作在Sub-1G的非授權(quán)頻段，無(wú)需申請(qǐng)便可以建立網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，相對(duì)來(lái)說(shuō)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡(jiǎn)單，而且實(shí)際應(yīng)用中不需要額外付通信費(fèi)用，但是因?yàn)槭情_(kāi)放頻段，所以實(shí)際應(yīng)用非常廣泛，容易受到其他相同頻段設(shè)備的干擾。

（2） 通信距離

NB-IOT信號(hào)覆蓋范圍取決于其基站密度和鏈路預(yù)算，借助前期的資源優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)比LoRa更廣的范圍覆蓋和更好的QoS，且NB-IoT自身具有高達(dá)164dB的鏈路預(yù)算，使其傳輸距離可達(dá)15km~20km。

LoRa使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，既保持了像FSK（頻移鍵控）一樣的低功耗特性，也顯著增加了通信傳輸距離，從而提高網(wǎng)絡(luò)效率和抗干擾能力，即不同擴(kuò)頻序列的終端在使用相同的頻率同時(shí)發(fā)送時(shí)不會(huì)相互干擾，在此基礎(chǔ)上研發(fā)的網(wǎng)關(guān)能實(shí)現(xiàn)多路并行的數(shù)據(jù)接受，大大擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)容量。LoRa節(jié)點(diǎn)的傳輸距離可達(dá) 12~15 km覆蓋范圍（空曠郊區(qū)環(huán)境，市區(qū)環(huán)境傳輸距離會(huì)下降）。

（3） 低功耗、電池壽命

低功耗是物聯(lián)網(wǎng)的核心指標(biāo)之一，關(guān)于電池壽命方面需要考慮協(xié)議內(nèi)容和節(jié)點(diǎn)電流消耗兩個(gè)重要因素。

NB-IOT同步協(xié)議的節(jié)點(diǎn)必須定期地聯(lián)網(wǎng)，所需要的“峰值電流”比采用非線性調(diào)制的LoRa多出了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，尤其是在喚醒后請(qǐng)求基站到接入服務(wù)器的過(guò)程中，會(huì)存在大量電池電量的消耗。

LoRa是基于ALOHA協(xié)議的異步通信方式，因此可以根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行精準(zhǔn)的休眠時(shí)間設(shè)定，達(dá)到充分利用電池電量的目的。

（4） 設(shè)備成本

對(duì)終端節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，LoRa相比NB-IOT更加簡(jiǎn)單，更容易開(kāi)發(fā)，NB-IOT的協(xié)議和調(diào)制機(jī)制比較復(fù)雜，需要更復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)和更多的花費(fèi)，同時(shí)NB-IOT采用授權(quán)頻段，通信需要收取一定的費(fèi)用。

通過(guò)以上的分析，loRa和NB-IoT最大的區(qū)別是：NB-IoT是工作在蜂窩授權(quán)頻段上，網(wǎng)絡(luò)由運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行部署和維護(hù)，為保證能與基站進(jìn)行正常的通信以及工作，有必要在產(chǎn)品實(shí)際部署之前對(duì)其功能進(jìn)行有效的驗(yàn)證。

而LoRa是非蜂窩網(wǎng)絡(luò)，其標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)的非公開(kāi)性，使得產(chǎn)生用于驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是個(gè)難點(diǎn)。LoRa可以利用傳統(tǒng)的信號(hào)塔、工業(yè)基站甚至是便攜式家庭網(wǎng)關(guān)來(lái)進(jìn)行。構(gòu)建基站和家庭網(wǎng)關(guān)價(jià)格便宜。在成本上來(lái)看，LoRa無(wú)線模塊和NB-IoT無(wú)線模塊成本相差不大，但在隱形成本上NB-IoT明顯是要高于LoRa無(wú)線模塊。

NB-IoT和LoRa目前都還處于發(fā)展的起步階段，需要各方投入和共同發(fā)展。當(dāng)大規(guī)模部署成為可能的時(shí)候，NB-IoT和LoRa的模組成本也會(huì)進(jìn)一步降低。就技術(shù)方案而言，在短時(shí)間內(nèi)，NB-IoT和LoRa肯定會(huì)并行，各有優(yōu)點(diǎn)、各有缺點(diǎn)，很難說(shuō)誰(shuí)壓倒誰(shuí);但是，如果受到技術(shù)方案以外的因素影響，比如贏利模式的創(chuàng)新，與應(yīng)用行業(yè)的緊密結(jié)合，借助行業(yè)的影響力，兩者都有可能率先占據(jù)市場(chǎng)。

總之，在新一波的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的行情中，先把項(xiàng)目落地，才有贏得先人一步的機(jī)會(huì)。NB-IoT和LoRa不僅僅需要產(chǎn)品的創(chuàng)新，更需要項(xiàng)目應(yīng)用的創(chuàng)新。