Über die vergangenen Jahre, Verschiedene Technologien des globalen Internets der Dinge sind nacheinander entstanden, insbesondere im Bereich der Low-Power-Wide-Area-Networks. Der LPWAN-Markt wird von NB-IoT- und LoRa-Technologien dominiert, die die branchenübergreifende Konnektivität unterstützen und innovative Dienste wie intelligente Gas- und Wassermessungen schaffen Intelligentes Parken. Die beiden Technologien werden oft verglichen, und Diskussionen darüber, was besser für die Entwicklung ist, dauern an. Dieser Artikel versucht herauszufinden, wie Unternehmen zwischen den beiden Technologien wählen können, um das Internet der Dinge aufzubauen.
Trends und Statistiken: LoRa, NB-IoT und LPWAN
Trotz Chipsatzknappheit und Corona-Pandemie, Der globale LPWAN-Markt ist in den letzten Jahren stark gewachsen. Der Markt wird erwartet erreichen $46 Milliarden um 2022 (von knapp über $500 Millionen ein 2015). Eigentlich, Seitdem ist LPWAN ein Hotspot 2016, mit vier Technologien, LoRa, NB-IoT, Sigfox und LTE-M, Rechnung für mehr als 96% des Marktanteils. Genauer, NB-IoT hält den führenden Anteil mit 47%, gefolgt von LoRa-Erfassungen über a 36% Marktanteil.
Die APAC-Region war eine große Bühne für LPWAN-Netzwerktechnologien, und China ist ein entscheidender Markt für die frühzeitige Einführung und Entwicklung von LoRa und NB-IoT. Einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren von LoRa und NB-IoT ist die Unterstützung durch das solide Ökosystem führender IoT-Anbieter wie Amazon, Huawei, Qualcomm, und Cisco. Sowohl große Betreiber als auch Ausrüstungsgiganten bieten Kunden eine größere Auswahl. Es wäre interessant zu sehen, welche Art von Unterstützung LoRa und NB-IoT bei der IoT-Bereitstellung auf den Tisch bringen werden.
Eine kurze Einführung in LoRa und NB-IoT
NB-IoT und LoRa, als zwei der vielversprechendsten LPWAN-Kommunikationstechnologien, com mit unterschiedlichen technischen und kommerziellen Merkmalen. Diese beiden Technologien sind auf eine breite Abdeckung ausgelegt, Energieeffizient, kostengünstig, mehrere Verbindungen, und niedrige Geschwindigkeit. Beide sind ideal für Low-Power-IoT-Anwendungen und spielen eine aktive Rolle bei der Erweiterung ihrer Ökosysteme. Bevor Sie in den Vergleich eintauchen, Werfen wir einen kurzen Blick auf die beiden Protokolle.
Was ist LoRa
LoRa (Langstrecken) bezieht sich auf ein drahtloses Ultra-Langstrecken-Übertragungsschema, das auf der Spread-Spectrum-Technologie basiert, und wird von der amerikanischen Semtech-Firma übernommen und gefördert. Es bietet eine sichere und bidirektionale Datenübertragung, und ermöglicht über mehrere Jahre langreichweite Kommunikation mit IoT-Netzwerken ohne Batteriewechsel. Es kann Signale bis zu senden und empfangen 10 Große Reichweite – Infiltriert sowohl kompakte urbane als auch tiefe Türumgebungen, und ggf, Die Kommunikationsreichweiten können durch den Einsatz von Repeatern auf Hunderte von Kilometern erweitert werden.
Übrigens, Viele Leute wundern sich über den Unterschied zwischen LoRa und LoRaWAN. Obwohl sie oft synonym genannt werden, die beiden Begriffe beziehen sich auf völlig unterschiedliche Dinge. Speziell, LoRaWAN ist ein LPWAN-Protokollstandard, der in der LoRa-Technologieumgebung arbeitet. LoRa selbst ist ein Modulationsverfahren der Internet-of-Things-Kommunikation.
Was ist NB-IoT?
NB-IoT (Schmalband-Internet der Dinge) ist ein technischer Standard, der von der 3GPP-Standardisierungsorganisation definiert wurde, um eine breite Palette von Mobilfunkgeräten und -diensten zu unterstützen. Die Spezifikation wurde in 3GPP Release implementiert 13 (LTE Advanced PRO) im Juni 2016. Es konzentriert sich hauptsächlich auf die Abdeckung von Innenräumen, Energieeffizient, kostengünstig, und hohe Anschlussdichte. Das NB-IoT-Netzwerk verfügt über Netzwerkstandards auf Carrier-Niveau und kann eine bessere Signaldienstqualität bieten, Sicherheit und Authentifizierung, unter anderen.
LoRa VS NB-IoT: ein Feature-by-Feature-Vergleich
Wenn Sie im Internet suchen, Es gibt viele Informationen über die Unterschiede zwischen LoRa und NB-IoT. Die ABI Research hat sogar einen fantastischen Bericht über den Vergleich der beiden Technologien erstellt. Der folgende Abschnitt zeigt Ihnen einen detaillierten Vergleich zwischen LoRa und NB-IoT, und wir werden sie nach ihren Ähnlichkeiten und Unterschieden aufschlüsseln.
Ähnlichkeiten von LoRa und NB-IoT
- Alle gehören zur neuen Technologie der IoT-Kommunikation
NB-IoT wurde gemeinsam von Huawei und China Mobile ins Leben gerufen 2016 und kommerzialisiert in 2017.
Die Lora-Technologie hat die LoRa Alliance offiziell ins Leben gerufen 2016 von Semtech und ZTE in den USA, und wurde in China kontinuierlich gefördert und entwickelt.
- Supportweite Abdeckung
Langstreckenkommunikation steht LoRa und NB-IoT zur Verfügung, um eine breite Abdeckung zu erreichen.
- Unterstützen Sie einen geringen Stromverbrauch
Sowohl NB-IoT als auch LoRa unterstützen einen geringen Stromverbrauch, mit einem Standby-Stromverbrauch von weniger als 10 uA. Und beide unterstützen Batteriebetrieb und haben typischerweise eine Betriebsdauer von Jahren.
Unterschiede zwischen LoRa und NB-IoT
- Vernetzung
NB-IoT basiert auf der zellularen Vernetzung von Mobilfunknetzen, während LoRa vom LoRa-Gateway abhängt. Die Endgeräte von NB-IoT können sich direkt mit der Cloud verbinden und kommunizieren. LoRa-Endknoten müssen die Daten zuerst an das Gateway übertragen, und dann kommuniziert das Gateway mit der Cloud-Plattform.
Relativ gesehen, die Vernetzung von NB-IoT ist komfortabler.
- Frequenzband
LoRa arbeitet im nicht lizenzierten kostenlosen ISM-Band, aber es ist von Land zu Land und Region unterschiedlich. Die LoRa Alliance widmet sich der weltweiten Förderung des standardisierten LoRaWAN-Protokolls, Damit können Geräte, die der LoRaWAN-Spezifikation entsprechen, miteinander verbunden werden.
NB-IoT verwendet ein lizenziertes Frequenzband und kann darin bereitgestellt werden 3 Wege: eigenständige, Schutzband, und im Band. Die meisten Betreiber weltweit nutzen die 900 MHz für NB-IoT, mit einigen Bereitstellung in der 800 MHz. NB-IoT gehört zum lizenzierten Frequenzband, welcher, wie 2G/3G/4G, ist ein speziell geplantes Frequenzband mit relativ geringen Störungen. darüber hinaus, es kann in die bestehenden Basisstationen des Mobilfunknetzes integriert werden.
Die Kosten für Bandlizenzen sind heutzutage nicht gerade billig – mehr als $500 pro MHz.
- Übertragungsdistanz
Langstreckenabdeckung ist das, was LoRa und NB-IoT gemeinsam haben, aber NB-IoT schneidet mit einer erweiterten Abdeckung bis zu besser ab 18 – 20 km, was höher ist als die 12 – 15 km von LoRa unterstützt.
Eine interessante Tatsache, die es wert ist, erwähnt zu werden, jedoch, ist, dass NB-IoT in Städten gut funktioniert, aber seine Leistung ist in Vororten oder ländlichen Gebieten durchschnittlich (überall ohne starke Mobilfunkabdeckung). Die Abdeckung von LoRa in allen Regionen bleibt relativ stabil, da es nicht auf Mobilfunkdaten oder WLAN angewiesen ist.
- Akkuleistung
LoRaWAN schneidet in dieser Hinsicht besser ab. Da NB-IoT im lizenzierten Mobilfunkspektrum arbeitet, Geräte müssen sich regelmäßig und häufig mit dem Netzwerk synchronisieren, was wiederum Strom verbraucht. jedoch, In der ALOHA-basierten LoRa-Architektur ist keine solche Netzwerksynchronisierung erforderlich.
Die LoRa-Endanwendung kann die „Schlafzeit“ des Geräts genau bestimmen, so kann Batterieleistung leicht gespart werden. Der lineare Sender von NB-IoT benötigt mehrere Größenordnungen mehr „Spitzenstrom“ als LoRa mit nichtlinearer Modulation, was die Batterie zusätzlich belastet.
- Datenübertragungsrate
Die Datenrate der B-IoT-Kommunikation kann theoretisch 160 Kbp-250 Kbps erreichen, während die Kommunikationsrate von Lora etwa 0,3-50 Kbps beträgt. Insofern, NB-IoT kann LoRa aus dem Spiel werfen.
Die höheren Datenraten von NB-IoT machen es perfekt für Anwendungen, die einen schnelleren Datendurchsatz erfordern.
- Anzahl der unterstützten Knoten
In der Theorie, eine einzelne NB-IoT-Basisstation unterstützen kann 200,000 Knoten, während LoRaWAN mehr als unterstützt 60,000.
- Kosten
Unabhängig davon, wie leistungsfähig LPWAN-Protokolle sind, Die Betriebskosten sind ein kritischer Faktor, den es zu berücksichtigen gilt, Andernfalls, Es ist unwahrscheinlich, dass es sich um tragfähige IoT-Lösungen handelt. Hier hat LoRa einen Vorteil. Die Gesamtkosten für LoRaWAN-Module betragen ca $8 – $10, das ist etwa die Hälfte des Preises von NB-IoT-Modulen.
Je komplexer die Bereitstellung des NB-IoT-Netzwerks, desto höher sind die IP-bezogenen Kosten (in Bezug auf das lizenzierte Spektrum), Dadurch erhöhen sich die Gesamtkosten von NB-IoT. Es ist teurer, NB-IoT auf fortschrittliche 4G/5G/LTE-Basisstationen aufzurüsten, als LoRa über industrielle Tower-Top-Gateways bereitzustellen. Es wird erwartet, dass die Kosten der LoRa-Technologie mit zunehmender Marktreife weiter sinken werden.
- Private Netzwerkfähigkeit
Der Markt für die LoRaWAN-Technologie ist allmählich gereift und hat in öffentlichen Netzwerken große Popularität erlangt. Es wurde auf der ganzen Welt eingesetzt, um „intelligente Städte“ zu bauen. Obwohl NB-IoT in der Öffentlichkeit große Akzeptanz findet, es ist nicht so anwendbar wie LoRa in den privaten Netzwerken von Unternehmen.
darüber hinaus, Große Unternehmen können LoRa nutzen, um hybride IoT-Modelle zum Bau intelligenter Anlagen zu erstellen, und gleichzeitig, Sie können öffentliche Netzwerke nutzen, um Informationen und Aktivitäten außerhalb des Geräts zu verarbeiten. Beachten Sie, dass NB-IoT nur im öffentlichen Netzwerkmodus verfügbar ist.
Eine Vergleichstabelle von NB-IoT VS LoRa
| LoRa | NB-IoT | |
|---|---|---|
| Jahr der Entwicklung | 2015 | 2017 |
| Frequenzband | Unlizenziertes Spektrum | Lizenzierte Frequenzbänder |
| Übertragungsabdeckung | 12 - 15 km | 18 - 20 km |
| Anzahl der unterstützten Knoten | 60,000 | 200,000 |
| Datenübertragungsrate | Niedrigere Datenübertragungsrate | Höhere Datenübertragungsrate (10x Preise von LoRa) |
| Akkuleistung | Längere Akkulaufzeit | Kürzere Akkulaufzeit |
| Kosten | Niedrigere Kosten pro Gerät (aber Gateway erforderlich) | Höhere Kosten pro Gerät (aber kein Gateway erforderlich) |
| Private Netzwerkfähigkeit | Jawohl | Nein |
Verschiedene Anwendungsfälle von LoRa und NB IoT
Wenn es um die Bewerbung geht, NB-IoT und LoRa pflegen eine wettbewerbsfähige und komplementäre Beziehung. In Bereichen wie Smart Metering, wo Sie sowohl LoRa als auch NB-IoT einsetzen können, sie sind Konkurrenten. Das NB-IoT-Netzwerk ist eher für Terminals mit einem breiten Aktivitätsspektrum geeignet, und die LoRa-Technologie ist ideal für unterirdische und abgelegene Gebiete, in denen das NB-IoT-Netzwerk instabil ist.
NB-IoT-Anwendungen
- Fahrräder teilen: Breite Streuung und geringe Gerätedichte, wodurch es für Betreibernetzwerke geeignet ist.
- Intelligente Messung: Wasserzähler, Stromzähler, Gaszähler, etc. Es gibt geringe Anforderungen an die Erfassungshäufigkeit und die Netzwerkverfügbarkeit, und selbst gebaute Basisstationen kommen nicht in Frage.
- Smart tragbar: Endgeräte sind im gesamten Stadtgebiet verteilt, was perfekt für Betreibernetzwerke ist.
- Intelligente Logistik: Positionsterminals bewegen sich über Regionen hinweg, und die Intervallfrequenz des Hochladens ist nicht hoch.
- Überwachung von Wasser-/Rohrnetzen: Breite Verteilung und geringe Gerätedichte.
- Intelligentes Parken: Die Magnetfeldänderung wird durch ein Erdmagnetfeld induziert, um die Parklücke von Fahrzeugen zu bestimmen.
LoRa-Anwendungen
- Intelligente Messung: Benutzer haben hohe Anforderungen an die Erfassungshäufigkeit, Datenanalyse und Netzverfügbarkeit.
- Intelligente Parkerkennung: Bestimmte Anforderungen an die Erfassungshäufigkeit und die Lebensdauer der Endgeräte.
- Vorort: Wie Bergbau, Rohstoffindustrie, und Schwerindustrie.
- Geschlossene Bereiche: Benutzer in Universitäten, Parks, und Gebäude möchten private Netzwerke aufbauen, um ihre eigenen Anwendungen und Einrichtungen zu verwalten.
- Industrielle Datenübertragung: Starke Entstörung, Lange Übertragungsdistanz und stabile Datenübertragung sind erforderlich.
LoRa oder NB IoT – Konkurrenten oder Komplementär?
Sie werden vielleicht feststellen, dass viele technische Artikel LoRa- und NB-IoT-Technologien vergleichen, als ob sie darum kämpfen würden, wer den IoT-Markt dominiert. Eigentlich, als zwei neue Technologien, LoRa- und NB-IoT-Standards wurden entwickelt, um die Energieeffizienz zu verbessern, Sicherheit und Interoperabilität von IoT-Geräten. Gesamt, Jedes von ihnen hat seine eigenen Stärken und Schwächen, um unterschiedliche Zielgruppen anzusprechen. Die Wahl der Technologie hängt von den Bedürfnissen der Benutzer ab, und es sollte angemessen entsprechend Ihrem tatsächlichen Projekt gewählt werden.
Sowohl NB-IoT als auch LoRa befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium und erfordern Investitionen und gemeinsame Anstrengungen aller Parteien. Wenn eine groß angelegte Umsetzung möglich wird, Die Bereitstellungskosten von NB-IoT und LoRa werden natürlich weiter reduziert. In dieser neuen Welle der IoT-Entwicklung, Die Umsetzung des Projekts sollte Priorität haben, um Wettbewerbsvorteile zu erzielen. Produktinnovation ist für LoRa und NB-IoT notwendig, und Innovation bei der Projektanwendung sollte großen Nachdruck erhalten. Es ist schwer zu sagen, wer das Match gewinnen wird, Nach alldem, alles ist möglich.
