物联网通信技术NB-IoT和LoRa的异同点

    物联网如今已是非常火热，各大企业都在摩拳擦掌准备进入这片未来的万亿市场。 NB-IoT和LoRa两种技术具有不同的技术和商业特性，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点，均适合低功耗物联网应用，都在积极扩建自己的生态系统。但是在2017年12月13日发布的《微功率短距离无线电发射设备技术要求（征求意见稿）》（以下简称《征求意见稿》）中明确了物联网使用频率的范畴，470-510MHz频段可作为民用无线电计量仪表使用频段，不过只限单频点使用，不能用于组网应用，这无疑是给相关行业的人泼了一盆冷水。我国在低功耗广域网中，这两种无疑是最热门的技术。其中NB-IoT使用了授权频段，有三种部署方式，独立部署、保护带部署、带内部署，并且全球的主流频段也集中在800MHz和900MHz而LoRa使用的则是免授权的ISM频段，中国LoRa应用联盟使用470-518MHz，因此，《征求意见稿》的出台，也不难被认为是在针对LoRa。

    NB-IoT、LoRa简述

    NB-IOT(NarrowBandInternetofThings，NB-IoT，又称窄带物联网)，是由3GPP标准化组织定义的一种技术标准，是一种专为物联网设计的窄带射频技术；LoRa(LongRange)是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。LoRa网络主要由终端(可内置LoRa模块)、网关(或称基站)、Server和云四部分组成，应用数据可双向传输。

     NB-IoT、LoRa使用频段

    NB-IoT使用了授权频段，有三种部署方式：独立部署、保护带部署、带内部署。全球主流的频段是800MHz和900MHz。中国电信会把NB-IoT部署在800MHz频段上，而中国联通会选择900MHz，中国移动则可能会重耕现有900MHz频段。

   LoRa使用的是免授权ISM频段，但各国或地区的ISM频段使用情况是不同的。在中国市场，由中兴主导的中国LoRa应用联盟（CLAA）推荐使用了470-518MHz。而无线电计量仪表使用频段为470-510MHz。由于LoRa是工作在免授权频段的，无需申请即可进行网络建设，网络架构简单，运营成本也低。LoRa联盟正在全球大力推进标准化的Lo-RaWAN协议，使得符合LoRaWAN规范的设备可以互联互通。

LoRa和NB同为低功耗广域物联网的技术，是当前国内主流的两种技术流派：

一、运营模式（商业模式）

1、NB是运营商建网。是双刃剑；是其优势所在，也是其劣势所在。

优势在于：运营商代建网络，业主不需要考虑基站部署；

劣势在于：

（1）网络质量取决于运营商，业主无法控制；

运营商是面向全行业的网络覆盖，如果出现信号盲区不可能为业主进行网络优化、信号补盲等。

（2）数据必须经过运营商，业主需要和运营商对接获取经营数据；保密性存在问题，运营数据不可控；

对于有能力、有志于自主运营、业务扩展增值的业主来说是个障碍；

2、LoRa是企业自建网。与NB运营商建网的优劣势正好相反；

优势在于：

（1）业主可自主把控网络质量，对于网络覆盖可快速优化补充；

（2）可自主运营；运营数据掌握在自己手中，根据业务需要扩展网络；

劣势在于：需要考虑LoRa基站的部署建设，更多地是表现在基站选址、供电，以及站址协调问题。

二、建设及运营成本

1、NB属于运营商建网，用户需要承担的是NB模组硬件成本+NB运营商网络租用成本。

2、LoRa属于自建网，用户需要承担LoRa模组成本+LoRa基站成本。

3、从当前的成本来说，尽管国家及运营商有补贴政策，NB的模组硬件费用、以及运营成本都高，粗略估算NB的总成本大约比LoRa高20~30%。

模组功耗

1、NB的功耗当前比LoRa要高，但具体对比与终端数据接收及发射频率有很大关系；高频应用对NB的功耗影响非常显著，这与休眠/唤醒机制有很大关系，而LoRa则受此影响较少。

2、如果是低频采集，如一月一次，那么NB的功耗可保证数年使用寿命，完全可以支撑应用；如果是较高频采集，如一小时甚至半小时一次，预计NB的功耗将至少是LoRa的三倍以上。

三、覆盖深度

1、NB是面向公众建的公用网络，并且每台NB基站的建设费用可达数十万；这意味着其覆盖深度的目标是保证大部分终端可用，对于少部分应用终端不太可能去深度覆盖。

2、LoRa是私网，并且每台LoRa基站的费用只需几千；这意味着其覆盖深度可控，随时可进行补盲。

四、覆盖广度

1、NB属于运营商建网，运营商考虑其效益因素，会更多地考虑在人口密集区域，如一二三四线城市，尤其是市区人口密集区做重点覆盖；那么在人口稀疏地区至少在当前阶段不是重点。

2、LoRa做为私网建设，则不受此影响。

五、应用举例

1、适合NB的应用：

（1）共享单车：分布广，单位密度小，适合借助运营商网络；

（2）智能抄表：业主对采集频率不高，对网络可用性没有高要求的，又不想考虑自建基站；

（3）积水/管网监测：分布广，单位密度小；

（4）通用型可穿戴系列：终端分布在整个城区，适合借助运营商网络；

（5）地磁车检器：通过地磁来感应磁场变化从而进行车辆出入车位的判断，上下行的无线链路采用NB-IoT标准。

2、适合LoRa的应用：

（1）智能抄表：业主对采集频率有高要求需要做数据分析，对网络可用性有高要求；

（2）道路泊车检测器：地磁车检器采集频率较高，而对终端寿命又有一定要求；

（3）野外郊区的，如矿业、采掘业、郊区重工业等；

（4）区域集中型：如高校、普教、园区的用户，想建设私网对自己的设施及应用进行管理。

    NB-IoT和LoRa目前都还处于发展的起步阶段，需要各方投入和共同发展。当大规模部署成为可能的时候，NB-IoT和LoRa的模组成本也会进一步降低。就技术方案而言，在短时间内，NB-IoT和LoRa肯定会并行，各有优点、各有缺点，很难说谁压倒谁；但是，如果受到技术方案以外的因素影响，比如赢利模式的创新，与应用行业的紧密结合，借助行业的影响力，那么什么都有可能。在新一波的物联网发展的行情中，先把项目落地，才有赢得先人一步的机会。NB-IoT和LoRa不仅仅需要产品的创新，更需要项目应用的创新。