Au cours des dernières années, diverses technologies de l'Internet mondial des objets ont émergé les unes après les autres, notamment dans le domaine des réseaux étendus de faible puissance. Le marché LPWAN est dominé par les technologies NB-IoT et LoRa, qui soutiennent la connectivité entre les industries et créent des services innovants tels que les compteurs intelligents de gaz et d'eau et stationnement intelligent. Les deux technologies sont souvent comparées, et les discussions sur ce qui est le mieux pour le développement sont en cours. Cet article tente de découvrir comment les entreprises peuvent choisir entre les deux technologies pour construire l'Internet des objets.
Tendances et statistiques: LoRa, NB-IoT et LPWAN
Malgré la pénurie de chipsets et la pandémie de coronavirus, le marché mondial du LPWAN a connu une croissance significative ces dernières années. Le marché devrait atteindre $46 milliards par 2022 (à partir d'un peu plus $500 millions en 2015). En réalité, LPWAN est un point chaud depuis 2016, avec quatre technologies, LoRa, NB-IoT, Sigfox et LTE-M, représentant plus de 96% de la part de marché. Plus précisement, NB-IoT détient la première part avec 47%, suivi de captures LoRa sur une 36% part de marché.
La région APAC a été une grande scène pour les technologies de réseau LPWAN, et la Chine est un marché critique pour l'adoption précoce et le développement de LoRa et NB-IoT. L'un des facteurs clés de succès de LoRa et NB-IoT est le soutien du solide écosystème des principaux fournisseurs IoT tels qu'Amazon, Huawei, Qualcomm, et Cisco. Les grands opérateurs et les géants de l'équipement offrent aux clients un choix plus large. Il serait intéressant de voir quel type de support LoRa et NB-IoT apporteront à la table en ce qui concerne le déploiement de l'IoT.
Une brève introduction à LoRa et NB-IoT
NB-IoT et LoRa, comme deux des technologies de communication LPWAN les plus prometteuses, com avec des caractéristiques techniques et commerciales différentes. Ces deux technologies sont conçues avec une large couverture, faible consommation d'énergie, à bas prix, connexions multiples, et à basse vitesse. Les deux sont idéaux pour les applications IoT à faible consommation et jouent un rôle actif dans l'expansion de leurs écosystèmes. Avant de se lancer dans la comparaison, let’s take a quick look at the two protocols.
Qu'est-ce que LoRa
LoRa (Longue portée) fait référence à un schéma de transmission sans fil ultra longue distance basé sur la technologie à spectre étalé, et est adopté et promu par la société américaine Semtech. Il fournit une transmission de données sûre et bidirectionnelle, et permet une communication longue portée avec les réseaux IoT pendant plusieurs années sans remplacement de batterie. Il peut envoyer et recevoir des signaux jusqu'à 10 à des miles, et si besoin, les portées de communication peuvent être étendues à des centaines de kilomètres grâce à l'utilisation de répéteurs.
D'ailleurs, à peu près les gens s'interrogent sur la différence entre LoRa et LoRaWAN. Bien qu'ils soient souvent mentionnés comme synonymes, les deux termes désignent des choses totalement différentes. Spécifiquement, LoRaWAN est une norme de protocole LPWAN qui fonctionne dans l'environnement technologique LoRa. LoRa lui-même est une méthode de modulation de la communication Internet des objets.
Qu'est-ce que le NB-IoT
NB-IoT (Internet des objets à bande étroite) est une norme technique définie par l'organisme de normalisation 3GPP pour prendre en charge une large gamme d'appareils et de services cellulaires. La spécification a été implémentée dans la version 3GPP 13 (LTE Avancé PRO) en juin 2016. Il se concentre principalement sur la couverture intérieure, faible consommation d'énergie, à bas prix, et haute densité de connexion. Le réseau NB-IoT a des normes de réseau de classe opérateur et peut fournir une meilleure qualité de service de signal, sécurité et authentification, entre autres.
LoRa contre NB-IoT: une comparaison fonctionnalité par fonctionnalité
Si vous effectuez une recherche en ligne, il y a beaucoup de bribes d'informations sur les différences entre LoRa et NB-IoT. La recherche ABI a même fait un rapport fantastique sur la comparaison des deux technologies. La section suivante vous montrera une comparaison détaillée entre LoRa et NB-IoT, et nous les décomposerons à partir de leurs similitudes et de leurs différences.
Similitudes entre LoRa et NB-IoT
- Tous appartiennent à la nouvelle technologie de communication IoT
NB-IoT a été lancé conjointement par Huawei et China Mobile en 2016 et commercialisé en 2017.
La technologie Lora a officiellement lancé LoRa Alliance en 2016 par Semtech et ZTE aux États-Unis, et a été continuellement promu et développé en Chine.
- Couverture à l'échelle de l'assistance
Des communications longue portée sont disponibles pour LoRa et NB-IoT pour atteindre une large couverture.
- Prend en charge une faible consommation d'énergie
NB-IoT et LoRa prennent en charge une faible consommation d'énergie, avec une consommation en veille inférieure à 10uA. Et les deux prennent en charge l'alimentation de la batterie et ont généralement une durée de vie opérationnelle de plusieurs années.
Différences entre LoRa et NB-IoT
- La mise en réseau
NB-IoT est basé sur la mise en réseau cellulaire des réseaux mobiles, tandis que LoRa dépend de la passerelle LoRa. Les terminaux de NB-IoT peuvent se connecter et communiquer directement avec le cloud. Les nœuds d'extrémité LoRa doivent d'abord transmettre les données à la passerelle, puis la passerelle communiquera avec la plateforme cloud.
Relativement parlant, la mise en réseau de NB-IoT est plus pratique.
- Bande de fréquence
LoRa opère dans la bande ISM libre sans licence, mais cela varie d'un pays à l'autre et d'une région à l'autre. L'Alliance LoRa se consacre à la promotion du protocole standardisé LoRaWAN à l'échelle mondiale, permettant aux appareils conformes à la spécification LoRaWAN d'être interconnectés.
NB-IoT utilise une bande de fréquence sous licence et peut être déployé dans 3 façons: autonome, bande de garde, et dans la bande. La plupart des opérateurs dans le monde utilisent le 900 MHz pour NB-IoT, avec certains déploiements dans le 800 MHz. NB-IoT appartient à la bande de fréquences sous licence, qui, comme 2G/3G/4G, est une bande de fréquences spécialement planifiée avec relativement peu d'interférences. en outre, il peut être intégré aux stations de base du réseau cellulaire existant.
Le coût des licences de bande n'est pas bon marché de nos jours – plus que $500 par MHz.
- Portée d'émission
La couverture longue portée est ce que LoRa et NB-IoT ont en commun, mais NB-IoT fonctionne mieux avec une couverture étendue jusqu'à 18 – 20 km, qui est plus élevé que le 12 – 15 km pris en charge par LoRa.
Un fait intéressant à noter, pourtant, est que le NB-IoT fonctionne bien dans les villes, mais ses performances sont moyennes en banlieue ou en milieu rural (n'importe où sans une forte couverture cellulaire). La couverture de LoRa dans toutes les régions reste relativement stable car elle ne repose pas sur les données cellulaires ou le WiFi.
- Performances de la batterie
LoRaWAN est plus performant à cet égard. Comme NB-IoT fonctionne dans le spectre sous licence cellulaire, les appareils doivent se synchroniser périodiquement et fréquemment avec le réseau, qui à son tour consomme de l'énergie. pourtant, aucune synchronisation réseau de ce type n'est nécessaire dans l'architecture LoRa basée sur ALOHA.
The LoRa end application can precisely determine the ‘sleep’ time of the device, afin que la puissance de la batterie puisse être facilement conservée. The linear transmitter of NB-IoT requires several orders of magnitude more ‘peak current’ than LoRa with nonlinear modulation, ce qui exerce une pression supplémentaire sur la batterie.
- Taux de transfert des données
Le débit de données de la communication B-IoT peut théoriquement atteindre 160Kbp-250Kbps, tandis que le taux de communication de Lora est d'environ 0,3 à 50 Kbps. A cet égard, NB-IoT peut éliminer LoRa du jeu.
Les débits de données plus élevés de NB-IoT le rendent parfait pour les applications qui exigent un débit de données plus rapide.
- Nombre de nœuds pris en charge
En théorie, une seule station de base NB-IoT peut prendre en charge 200,000 nœuds, tandis que LoRaWAN prend en charge plus de 60,000.
- Coût
Quelle que soit la puissance des protocoles LPWAN, le coût d'exploitation est un facteur critique à considérer, Par ailleurs, il est peu probable qu'il s'agisse de solutions IoT viables. LoRa a un avantage ici. Le coût total des modules LoRaWAN est d'environ $8 – $10, ce qui représente environ la moitié du prix des modules NB-IoT.
Plus le déploiement du réseau NB-IoT est complexe, plus le coût lié à l'IP est élevé (en termes de spectre sous licence), augmentant ainsi le coût global du NB-IoT. Il est plus coûteux de mettre à niveau NB-IoT vers des stations de base 4G/5G/LTE avancées que de déployer LoRa via des passerelles industrielles au sommet d'une tour. Le coût de la technologie LoRa devrait encore baisser à mesure que le marché mûrit.
- Capacité de réseau privé
Le marché de la technologie LoRaWAN a progressivement mûri et gagné en popularité dans les réseaux publics. It has been deployed across the world to build ‘smart cities’. Bien que NB-IoT gagne une grande acceptation dans le domaine public, il n'est pas aussi applicable que LoRa dans les réseaux privés des entreprises.
en outre, les grandes entreprises peuvent tirer parti de LoRa pour créer des modèles IoT hybrides afin de construire des installations intelligentes, et en même temps, ils peuvent utiliser des réseaux publics pour traiter des informations et des activités hors appareil. Notez que NB-IoT n'est disponible qu'en mode réseau public.
Un tableau comparatif de NB-IoT VS LoRa
| LoRa | NB-IoT | |
|---|---|---|
| Année de développement | 2015 | 2017 |
| Bande de fréquence | Spectre sans licence | Bandes de fréquences sous licence |
| Couverture de transmission | 12 - 15 km | 18 - 20 km |
| Nombre de nœuds pris en charge | 60,000 | 200,000 |
| Taux de transfert des données | Taux de transfert de données inférieur | Taux de transfert de données plus élevé (10x LoRa’s rates) |
| Performances de la batterie | Durée de vie de la batterie plus longue | Durée de vie de la batterie plus courte |
| Coût | Réduction du coût par appareil (mais passerelle requise) | Coût plus élevé par appareil (mais pas de passerelle requise) |
| Capacité de réseau privé | Oui | Non |
Différents cas d'utilisation de LoRa et NB IoT
Quand il s'agit de l'application, NB-IoT et LoRa entretiennent une relation compétitive et complémentaire. Dans des domaines tels que les compteurs intelligents où vous pouvez adopter à la fois LoRa et NB-IoT, ce sont des concurrents. Le réseau NB-IoT est plus adapté aux terminaux avec un large éventail d'activités, et la technologie LoRa est idéale pour les zones souterraines et éloignées où le réseau NB-IoT est instable.
Applications NB-IdO
- Partage de vélos: Large distribution et faible densité d'unités, ce qui le rend adapté aux réseaux d'opérateurs.
- Les compteurs intelligents: Compteurs d'eau, compteurs d'électricité, compteurs de gaz, etc. Les exigences en matière de fréquence d'acquisition et de disponibilité du réseau sont faibles, et les stations de base auto-construites ne sont pas prises en compte.
- Portable intelligent: Les terminaux sont répartis dans toute l'agglomération, ce qui est parfait pour les réseaux d'opérateurs.
- Logistique intelligente: Les terminaux de positionnement se déplacent d'une région à l'autre, et la fréquence d'intervalle de téléchargement n'est pas élevée.
- Surveillance du réseau d'eau/canalisation: Large distribution et faible densité d'unités.
- Stationnement intelligent: Le changement de champ magnétique est induit par le champ géomagnétique pour déterminer l'espace de stationnement des véhicules.
Applications LoRa
- Les compteurs intelligents: Les utilisateurs ont des exigences élevées en matière de fréquence de collecte, analyse des données et disponibilité du réseau.
- Détection intelligente du stationnement: Certaines exigences en fréquence de collecte et durée de vie des terminaux.
- De banlieue: Comme l'exploitation minière, industries d'extraction, et industries lourdes.
- Zones fermées: Utilisateurs dans les universités, parcs, et les bâtiments veulent construire des réseaux privés pour gérer leurs propres applications et installations.
- Transmission de données industrielles: Anti-interférence puissant, une longue distance de transmission et une transmission de données stable sont nécessaires.
LoRa ou NB IdO – Concurrents ou complémentaires?
Vous constaterez peut-être que de nombreux articles techniques comparent les technologies LoRa et NB-IoT comme si elles se battaient pour savoir qui domine le marché de l'IoT.. En réalité, comme deux technologies émergentes, Les normes LoRa et NB-IoT ont été conçues pour améliorer l'efficacité énergétique, sécurité et interopérabilité des appareils IoT. Global, chacun d'eux a ses propres forces et faiblesses pour répondre aux différents groupes d'utilisateurs cibles. Le choix de la technologie dépend des besoins des utilisateurs, et il doit être choisi raisonnablement en fonction de votre projet réel.
NB-IoT et LoRa sont encore à leurs débuts de développement et nécessitent des investissements et des efforts conjoints de toutes les parties. Quand la mise en œuvre à grande échelle devient possible, le coût de déploiement de NB-IoT et LoRa sera naturellement encore réduit. Dans cette nouvelle vague de développement de l'IoT, la mise en œuvre du projet doit être une priorité afin d'obtenir des avantages compétitifs. L'innovation produit est nécessaire pour LoRa et NB-IoT, et l'innovation dans l'application des projets doit être mise en avant. It’s hard to say who will win the match, après tout, tout est possible.
