物联网的无线通信技术:NB-IoT、LoRa简述

物联网的无线通信技术很多,主要分为两类:一类是zigbee、wifi、蓝牙、z-wave等短距离通信技术;另一类是lpwan(low-powerwide-areanetwork,低功耗广域网),即广域网通信技术。
物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的lpwan也快速兴起。
物联网应用需要考虑许多因素,例如节点成本,网络成本,电池寿命,数据传输速率(吞吐率),延迟,移动性,网络覆盖范围以及部署类型等。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。
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。
nb-iot、lora的通信距离
nb-iot通信距离:
移动网络的信号覆盖范围取决于基站密度和链路预算。nb-iot具有164db的链路预算,gprs的链路预算有144db,lte是142.7db。与gprs和lte相比,nb-iot链路预算有20db的提升,开阔环境信号覆盖范围可以增加七倍。20db相当于信号穿透建筑外壁发生的损失,nb-iot室内环境的信号覆盖相对要好。一般地,nb-iot的通信距离是15km。
lora通信距离:
lora以其独有的专利技术提供了最大168db的链路预算。一般来说,在城市中无线距离范围是1-2公里,在郊区无线距离最高可达20km。
nb-iot、lora成本对比 lpwan协议无论多强大都需要考虑其低成本,否则它们就不算可行的物联网解决方案。lora在这方面有优势。lorawan模块的总体成本在8-10美元左右,约为nb-iot等蜂窝lte模块价格的一半。nb-iot网络的复杂性越高,知识产权相关(授权频段方面)费用更高,提高了nb-iot的总成本。nb-iot升级到先进的4g/ lte基站比lora通过工业网关或塔顶网关部署更昂贵。随着市场越来越成熟,lora技术的成本预计将进一步下降。
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。

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