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LoRa和NB-loT的大PK,智能水表该用哪个?

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2018-06-20  来源:新能智慧  浏览次数:62

我们日常听到的NB-loT、LoRa和ZETA、eMTC等技术都是可以承载低功耗广域网络的通讯协议,而这也是目前最适用于新一代智能水表数据远传的技术。

 

今天,我们着重来谈谈最耳熟能详的NB-loT和LoRa,两位颇有潜力的竞争者,在智能水表布局中到底是如何PK的?


 

故事的缘起:LPWAN
 

 

要谈NB-loT和LoRa的PK,还要从低功耗广域网络(Low Power Wide Area Network, LPWAN)说起。


在物联网早期发展中,负责数据传输的常见技术包含wifi、蓝牙、Zigbee和2G/3G/4G等。但是,随着万物互联概念出现,上述大多数技术已经没有办法满足新时期的需求。

 

比如:

大家知道wifi和蓝牙是无法远距离传输的;Zigbee更适合在室内布局而且且穿透性也不够好;


2G/3G/4G倒是能够实现数据远传,但是功耗实在太高,由于其本身能传输大量数据,而一般城市基础设施的数据量又都很小,所以总给人一种用大炮打蚊子的感觉。


于是,为了实现远传和低功耗,低功耗广域网络技术(LPWAN应运而生,其特点就是能够远距离传输小批量数据。这几乎是为“万物互联”量身定制的技术了。

 

LPWAN可以分为两类,一类是没有授权频谱的技术,比如LoRa、SigFox。另一类就是有授权频谱的,工作在3GPP支持的2G/3G/4G蜂窝通信技术,比如NB-loT、LTE Cat-m等。

 

LPWAN是物联网发展的宠儿,这是毋容置疑的。根据相关统计,预计在2022 年,全球 LPWAN 市场的价值将会提升至460亿美元以上(2015 年的价值刚刚超过5亿美元)。


 

LoRa VS NB-loT

低功耗广域网络(LPWAN的世界中,相较于NB-IoT,LoRa有着一定的先发优势。


但是自2017年NB-IoT技术冻结,随后开始商用后,其标准也迅速得到广泛的认同。从基本面上来讲,两者都各有千秋。
 

 

 

 
传输距离

从传输距离来讲,LoRa略胜一筹,其在城市中无线距离范围为1-2KM,而在郊区可以达到20KM。


而NB-IoT的一般通信距离大概为15KM左右,不过NB-IoT在室内环境信号覆盖则相对较好。


注:亦有分析指出NB-IoT的 覆盖范围可延长至 18-21 公里,LoRa 提供的覆盖范围为 12-15 公里。


 
 使用频段(第一回合PK)

从使用频段来讲,LoRa和NB-IoT均使用的是1GHz以下的频段。


其中的差异是,LoRa的频段是非授权频段,无需申请即可进行网络建设,网络架构简单,运营成本也低。但是,非授权频段是大家都可以使用的,这在实践中就会出现“被占频”的尴尬,周围环境会有较多不确定因素影响数据的传输。


NB-IoT则是手持令箭的授权频段,是专用的,所以不存在“被占频”的情况。可这种架构需要建立通信运营商的服务之上,还需要SIM卡,每个模块会产生流量或者服务的费用,所以成本相对较高。


从这个角度来讲,NB-IoT显然是要比LoRa更加可靠的!

 

   
功耗(第二回合PK)

从功耗上来说,LoRa略胜一筹。由于 NB-loT在蜂窝授权频谱上工作,设备必须定时(相对频繁地)进行网络同步,这相应会消耗电量。


而在 LoRa 的异步频段中,终端应用程序精确决定设备的“休眠”时间,因此电池电量可以轻松保存。


此外,NB-loT 的线性发射器需要的“峰值电流”比采用非线性调制的 LoRa 多几个数量级,对电池施加额外压力。不过现在NB-loT的电池的寿命,也已经可以达到10年以上了,基本上可以抵消掉功耗上的差异。


 

传输功率

在传输速率上,NB-IoT就真的是很牛了。平均数据速率可达200Kbps,而LoRa速率则保持在10Kbps左右,两者相差竟然达到了20倍。
 

 

 

灵活性

从灵活性来看,LoRa基于非授权频谱,不需要引入通信运营商的服务,所以设置更为灵活。一些比较有实力的企业甚至可以轻松使用LoRa创建自己的物联网系统,因而从市场上来讲,是相对分散的。而未来的NB-IoT网络运营很有可能集中在三大运营商手里,所以这一领域的市场集中度或为100%。 


 

 

模组成本

从模组成本来看,NB-IoT依然有着一定优势。尽管微软的模组报价为10.37美元,但是业界的一个观点仍然认为,LoRa模组的价格应该在6-10美元之间。


而NB-IoT方面,华为等企业认为其模组的理想价格应该是小于5美元的。不过不能忽视的一个点是,NB-IoT还涉及通讯运营商的流量或服务资费,尽管现在很多运营商已经推出了比较低廉的包月甚至包年价格,但确实也是一笔不小的开支。

 

值得指出的是,据相关人士分析,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。

 

 


总的来说,LoRa和NB-IoT还是各有千秋的,基本处于势均力敌的状态。


抛开技术层面来讲,LoRa较早地进入商用阶段,在方案处置上应该积累了相应的经验。同时,NB-IoT作为一个新兴事物,又有国家的大力支持,其发展潜力也是不容小视。因而,如何选择还是应该根据企业自身的情况来确定。

 

例如,有业者认为,虽然 NB-IOT 也在公共领域很受欢迎,但不像 LoRa 一样能在私有企业的专有网络中使用。也有人表示,应用LoRa进行物联网通讯开发难度大、周期长、进入门槛高。


 

既然两者势均力敌,为什么NB显得更强势?

 

第二部分的比较,让我们怎们看怎么觉得两者在技术上不分高下。但是目前NB-IoT在国内所显示出来的强势,大有盖过LoRa的态势。


除了它获得了国家层面的大力支持外(《工业和信息化部办公厅关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》),还有其他的影响因素吗?


 

 

据业内人士指出,这其中的微妙之处就在“授权频段”这四个字上。


我们以水表为例,如果使用的是LoRa,那么就会有刚才提到的被占频或者信号被干扰的情况出现,也就是谁都可以使用这个频段。一旦出现这种情况,就需要投入大量的人力去调整频率,以保证数据上传的稳定可靠。


这对于水司和供应商来说都是非常头疼的一件事。如果使用的NB-IoT,那么就可以完全规避这个问题,因为NB-IoT使用的专属频段,也就是说是独占的。

 

同时,由于是授权频段,并且可以在原本的蜂巢式网路设备上快速部署NB-IoT的建置,对营运商而言便可以节省布建成本。因此相关人士预测,未来NB-IoT将为全球主流电信商力推的方向。

 

亦有业者指出,中兴事件之后,让我们认识到自主生产芯片的重要性,也让社会各个层面开始注重自主技术。由于LoRa的核心技术是掌握在境外企业手上,对于咱们中国企业来说,这在无形中增加了我们被扼住咽喉的风险。


 
 
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