一直“被”P(pán)K LoRa與NB-IOT不能輕易定贏(yíng)家?

　　近期全球低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)市場(chǎng)的激增可歸因于多個(gè)因素。機器學(xué)習和 M2M 通信標準的快速發(fā)展發(fā)揮了重要作用，加之全球對物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的需求不斷增長(cháng)、低價(jià)的 LPWAN 工具和節能機會(huì )的增多。

　　預計在2022 年，全球 LPWAN 市場(chǎng)的價(jià)值將會(huì )提升至 460 億美元以上(2015 年的價(jià)值剛剛超過(guò) 5 億美元)。雖然 Semtech 的 LoRa 技術(shù)在這一領(lǐng)域稍早處于領(lǐng)先地位，但 NB-IOT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))作為強大的 LPWAN 標準也正在迅速得到廣泛認同(今年 1 月，Vodafone 在西班牙推出商業(yè) NB-IOT 網(wǎng)絡(luò ))。

　　本文對 LoRa 和 NB-IOT 進(jìn)行逐點(diǎn)分析比較，嘗試找出哪一個(gè) LPWAN 協(xié)議更具優(yōu)勢：

　　1.本質(zhì)

　　雖然“LoRa”和“LoRaWAN”通常被當做同義詞使用，但兩者所指并不相同。LoRaWAN 是在 LoRa 技術(shù)環(huán)境中運行的 LPWAN 協(xié)議標準。而 LoRa 本身是一種用于物聯(lián)網(wǎng)通信的調制方式。另一方面，NB-IOT 在 2016 年中期由 3GPP(第三代合作伙伴計劃)標準定義，對低數據速率的設備來(lái)說(shuō)優(yōu)勢甚微。NB-IOT 可以獨立或通過(guò)“帶內頻譜”的方式實(shí)現，它有兩個(gè)主要的變體——一個(gè)由諾基亞、愛(ài)立信和英特爾發(fā)布;另一個(gè)由沃達豐(Vodafone)和華為發(fā)布。簡(jiǎn)而言之，NB-IOT 是一種蜂窩標準，而 LoRa 不是。

　　2.寬帶支持

　　NB-IOT 通常在比 LoRaWAN 稍高的帶寬上工作。3GPP 技術(shù)的信號帶寬要求為 180 KHz ——比 Semtech 公司的 LoRa 技術(shù)需要的 125 KHz 高一點(diǎn)。有趣的是，NB-IOT 和 LoRa 的信號帶寬明顯高于 Sigfox(另一種主流LPWAN標準)，后者工作頻率為 0.1 KHz。

　　3.所需網(wǎng)關(guān)

　　LoRa 需要專(zhuān)用網(wǎng)關(guān)才能工作，而 NB-IOT 則不需要。據華為一位高級官員介紹，NB-IOT 的基礎設施是直接連接基站和傳感器設立的(LoRa 架構需要通過(guò)網(wǎng)關(guān)來(lái)完成)。雖然目前可用的 LoRa 網(wǎng)關(guān)很強大，而且通常價(jià)格有競爭力，但仍有額外一些硬件需要管理，因此可能是一個(gè)潛在的麻煩。而 NB-IOT 根本不需要這些。

　　4.所需頻譜

　　LoRa 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在非授權頻譜上工作(Sigfox 也是這樣)。因此由 LoRaWAN 支持的應用程序成本低——而電池性反而得到提升(以后會(huì )越來(lái)越多)。與 LoRa 的異步協(xié)議不同，NB-IOT 服務(wù)是同步的并使用授權頻段(LoRa 和 NB-IOT 都使用低于 1GHz 的頻段)。頻段授權的成本現在并不低——每MHz的成本大于 500 美元。電信運營(yíng)商可以選擇在防護頻段、4G LTE頻譜、或者獨立網(wǎng)絡(luò )中部署NB-IOT。

　　5.生態(tài)系統

　　LoRa 的生態(tài)系統比 NB-IOT 或其他蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信標準的生態(tài)系統要強。LoRa 已經(jīng)在許多國家地區被采納為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )標準，包括美國、澳大利亞、新西蘭、中國臺灣地區和荷蘭(LoRa 在印度也很火)。NB-IOT 相比之下是一個(gè)“新玩家”，2017 年初才在西班牙進(jìn)行商業(yè)首秀(愛(ài)爾蘭也將使用 NB-IOT 網(wǎng)絡(luò ))。LoRa 技術(shù)的低成本、廣范圍、多功能在穩定的生態(tài)系統和社區支持中具有優(yōu)勢——但在未來(lái)幾年內，NB-IOT 將有很多機會(huì )迎頭趕上。

　　6.與不同類(lèi)型應用程序的適用性

　　盡管 LoRa 與 NB-IOT 之爭已經(jīng)引起了大量的不實(shí)消息，但值得注意的是，這兩種技術(shù)是針對不同類(lèi)型的終端應用進(jìn)行的優(yōu)化。例如，LoRaWAN 適合用于需要較低成本、較高電池壽命和并不需要頻繁通信的應用程序或設備(比如說(shuō)一天幾次)。相比之下，NB-IOT 最適合需要較短的下行延遲并且更頻繁通信的應用程序。兩種物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議都有其獨特的價(jià)值體現——不能互相取代。

　　7.客戶(hù)資料

　　包括 LoRa、NB-IOT 和 Sigfox 在內的 IoT/M2M 通信標準的主要客戶(hù)是來(lái)自世界各地的電信運營(yíng)商領(lǐng)導者(SK 電訊去年在韓國部署 LoRaWAN 搭建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò ))。LoRa 技術(shù)也可以被非電信運營(yíng)商使用——這是 NB-IOT 做不到的。眾包網(wǎng)絡(luò )可以輕松訪(fǎng)問(wèn)和實(shí)施基于 LoRa 的物聯(lián)網(wǎng)解決方案(The Things Network 已經(jīng)這樣做了)。NB-IOT 的可用性仍然有限。

　　8.網(wǎng)絡(luò )覆蓋

　　遠程覆蓋是 NB-IOT 和 LoRa 共同的“獨特賣(mài)點(diǎn)”，NB-IOT 在這方面顯然更強大，其覆蓋范圍可延長(cháng)至 18-21 公里，高于 LoRa 提供的 12-15 公里覆蓋范圍。然而仔細觀(guān)察可以發(fā)現一個(gè)有趣的事實(shí)：NB-IO 在城市運作良好，但在郊區或農村地區(沒(méi)有強大 4G 覆蓋的任何地方)表現一般。由于 LoRaWAN 不依賴(lài)蜂窩數據或 WiFi，其覆蓋范圍在所有地區都保持相對穩定。

　　注：LoRa 基站建設成本是部署 NB-IOT 所需的 4G-LTE 基站成本的一小部分。LoRa 所需的較低投資在很大程度上使其處于有利地位。

　　9.電池性能

　　這一點(diǎn)也是 LoRaWAN 表現更好。由于 NB-IOT 在蜂窩授權頻譜上工作，設備必須定時(shí)(相對頻繁地)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )同步，這相應會(huì )消耗電量。而基于 ALOHA 的 LoRa 架構中不需要這樣的網(wǎng)絡(luò )同步。在 LoRa 的異步頻段中，終端應用程序精確決定設備的“休眠”時(shí)間，因此電池電量可以輕松保存。NB-IOT 的線(xiàn)性發(fā)射器需要的“峰值電流”比采用非線(xiàn)性調制的 LoRa 多幾個(gè)數量級，對電池施加額外壓力。

　　10.數據速率

　　在這方面，NB-IOT 或多或少可以將 LoRa 甩出局。窄帶設置中的平均數據速率為 200 Kbps，大約是 LoRa 工具運行的數據速率的 20 倍。NB-IOT 的較高數據速率使其成為需要更快速數據吞吐量應用程序的理想選擇。LoRa 技術(shù)做得雖然不錯，但 NB-IOT 仍輕松成為“更快速”應用程序的更高效的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。

　　注：另一種 LPWAN 技術(shù) Sigfox 的數據速率為 100bps，遠低于 NB-IOT 和 LoRa。

　　11.私有網(wǎng)絡(luò )的可用性

　　LoRaWAN 技術(shù)市場(chǎng)剛剛成熟，在公共網(wǎng)絡(luò )中得到廣泛接受。LoRaWAN 已經(jīng)在全球各地部署創(chuàng )建“智慧城市”。雖然 NB-IOT 也在公共領(lǐng)域很受歡迎，但不像 LoRa 一樣能在私有企業(yè)的專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )中使用。大型企業(yè)可以輕松使用 LoRa 創(chuàng )建混合型物聯(lián)網(wǎng)模型，建設“智能設施”并同時(shí)使用公共網(wǎng)絡(luò )處理設備外信息和活動(dòng)。而 NB-IOT 只能用于公共網(wǎng)絡(luò )模式。

　　12.成本因素

　　LPWAN 協(xié)議無(wú)論多強大都需要考慮其低成本，否則它們不能是可行的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。LoRa 在這方面有優(yōu)勢。LoRaWAN 模塊的總體成本在 8-10 美元左右，約為 NB-IOT 等蜂窩 LTE 模塊價(jià)格的一半。NB-IOT 網(wǎng)絡(luò )的復雜性越高，知識產(chǎn)權相關(guān)(授權頻段方面)費用更高，提高了 NB-IOT 的總成本。NB-IOT 升級到先進(jìn)的 4G / LTE 基站比 LoRa 通過(guò)工業(yè)網(wǎng)關(guān)或塔頂網(wǎng)關(guān)部署更昂貴。隨著(zhù)市場(chǎng)越來(lái)越成熟，LoRa技術(shù)的成本預計將進(jìn)一步下降。

　　總結

　　根據以上的分析可以看出，很難在 LoRa 和 NB-IOT 中選出明確的贏(yíng)家。兩者都有其獨特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)——由于技術(shù)上的差異和不同功能，兩者完全可以共存——服務(wù)于全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的不同部分?？蓴U展性對于這兩種技術(shù)來(lái)說(shuō)仍然是一個(gè)挑戰，兩者中是否有一者能成為 LPWAN 市場(chǎng)無(wú)可爭議的長(cháng)期領(lǐng)導者也有待觀(guān)望。

　　目前，相對于NB-IoT，LoRa是當前最成熟、穩定的窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)，其自由組網(wǎng)的私有網(wǎng)絡(luò )遠優(yōu)于運營(yíng)商持續不斷收費的NB網(wǎng)絡(luò )，且LoRa一次組網(wǎng)終身不需繳費。但是應用LoRa進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)通訊開(kāi)發(fā)難度大、周期長(cháng)、進(jìn)入門(mén)檻高。據了解，為降低物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)創(chuàng )業(yè)者進(jìn)入門(mén)檻，協(xié)成智慧提供了一整套成熟LoRaWAN源代碼+LoRa Gateway網(wǎng)關(guān)定制方案，極大縮減了創(chuàng )業(yè)者在物聯(lián)網(wǎng)鏈路調通上所耗費的半年周期與巨額開(kāi)發(fā)代價(jià)，便于快速切入物聯(lián)網(wǎng)具體應用，打造屬于自己的獨立物聯(lián)網(wǎng)運營(yíng)品牌。