Technischer Vergleich von NB-IoT und LoRa

Im Bereich des Low-Power-Wide-Area-Internets der Dinge konzentriert sich die Branche hauptsächlich auf NB-IoT- und LoRa-Technologien, die die Vernetzung verschiedener Branchen unterstützen und innovative Dienste wie intelligente Zähler und gemeinsame Klimaanlagen schaffen.

Was für ein Geist war in den letzten Tagen der Artikel „Lesen Sie den Status, die Herausforderungen und die Aussichten von NB-IoT“ und „LoRa im Internet der Dinge“? Die Eigenschaften und der Entwicklungsstand der NB-IoT- und LoRa-Technologien werden jeweils zusammengefasst. Brancheninsider vergleichen die beiden Technologien häufig und auch die Diskussion darüber, welche Technologie für die Entwicklung des heimischen Marktes besser geeignet ist, wird fortgesetzt. Für Unternehmen der vertikalen Industrie, die das Internet der Dinge aufbauen möchten, versucht dieser Artikel, die Antwort auf die Auswahl zweier Technologien zu finden.

Entwicklungsstand von LoRa und NB-IoT

Mit der rasanten Entwicklung in den letzten Jahren haben LoRa und NB-IoT große Fortschritte bei der breiten Abdeckung gemacht. NB-IoT hat bereits die Abdeckung von mehr als 300 Städten im ganzen Land abgeschlossen und die Zahl der Terminalverbindungen hat 50 Millionen überschritten. Es wird jedes Jahr um Dutzende Millionen Stufen erhöht und deckt Branchen wie Smart Cities, Umweltschutz, Landwirtschaft, medizinische Versorgung und Logistik ab.

Auch LoRa blüht im Land immer mehr. LoRa, eine Technologie, die früher als NB-IoT entstand, erregt auch in einigen vertikalen Industriemärkten Aufmerksamkeit. Gleichzeitig haben sich einige Internetunternehmen dafür entschieden, die Entwicklung der LoRa-Technologie voranzutreiben, mit der Absicht, mithilfe der LoRa-Technologie neue Wege für das IoT zu eröffnen.

Heutzutage müssen beide Seiten neue Wachstumsszenarien finden, und die Märkte für Smart Home und industrielles Internet sind im Aufwind. Ob die zukünftige Entwicklung des Marktes in seiner Breite oder Tiefe die Entwicklung verschiedener Technologien wert ist. Wer daher die marktführende Position einnehmen, mehr Unterstützung von der Industriekette erhalten und ein umfassenderes Ökosystem bilden kann, wird in Zukunft größere Erfolge erzielen können.

LoRa und NB-IoT, beides weiträumige Internet-of-Things-Technologien, bieten in solchen Kurzstrecken-Abdeckungsszenarien inhärente Vorteile, da sie einen großen Bereich abdecken, einen geringen Stromverbrauch, eine leistungsstarke Verwaltungsplattform, eine große Vielfalt an Endgeräten usw. bieten eine große Anzahl von Industrieketten. Downstream-Unterstützung.

Der Bericht von IHS Markit wies darauf hin, dass das einst weitgehend offene LPWAN-Marktsegment deutlich zu schrumpfen begann, sich aber noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet. Im Jahr 2018 wurden nur 150 Millionen LPWAN-Verbindungen bereitgestellt. Bis 2023 werden LoRa und NB-IoT voraussichtlich 86 % aller LPWAN-Verbindungen belegen. LoRa könnte sich in privaten Netzwerken stärker durchsetzen, während hauptsächlich NB-IoT verwendet wird. Wird auf öffentliche Netzwerke angewendet.

NB-IoT-Funktionen

NB-IoT bietet offensichtliche Vorteile hinsichtlich Bandbreite und Kosten. Es basiert auf einem Mobilfunknetz und verbraucht nur etwa 180 kHz Bandbreite. Es kann UMTS-Netze, LTE-Netze und GSM-Netze direkt bereitstellen und das Netzwerk lässt sich leicht aufrüsten. Gleichzeitig werden im Vergleich zu 4G-Netzwerken lange Standby-Zeiten, effiziente Verbindungen und eine hohe Akkulaufzeit vernetzter Geräte unterstützt.

Vorteile des NB-IoT-Anwendungsszenarios: Da die NB-IoT-Technologie niedrige Kosten und einen geringen Stromverbrauch aufweist, wird sie häufig in den Bereichen Positionierung, Wasserzähler und Parken eingesetzt. Beispielsweise gibt es eingebaute NB-IoT-Module in gemeinsam genutzten Fahrrädern. Vernetzte Kommunikation.

Noch wichtiger ist, dass NB-IoT-Back-to-Back-Betreiber einen natürlichen Vorteil bei der Abdeckung von Innenräumen haben. Die identifizierten Spektrumsressourcen können durch das ursprüngliche Raumaufteilungssystem des Betreibers abgedeckt werden, und das NB-IoT-Gerät kann durch ein Fusionspaket und ein Geräteerlebnis in das Zuhause des Benutzers geschoben werden. Weit verbreitet in Branchen wie Smart Homes, Smart Retail und Smart Cities.

Obwohl NB-IoT offensichtliche Vorteile hat, fehlt seinem Entwicklungsstatus in China eine einheitliche offene Industrieplattform. Gleichzeitig handelt es sich bei den Anbietern von Standards, Chips, Netzwerken und zugehörigen Anwendungsschichten hauptsächlich um kleine und mittlere Unternehmen. Sie müssen auch ihre eigenen Allianzen stärken und starke Allianzen aufbauen. Ökologie.

LoRa-Funktionen

Derzeit ist die Entwicklung der NB-IoT-Technologie aufgrund der Beliebtheit bei nationalen Richtlinien, Telekommunikationsbetreibern und Branchenakteuren in vollem Gange. Im Gegensatz dazu ist die LoRa-Technologie, um die es aufgrund von Bandlizenzierungsproblemen lange Zeit still war, sehr zurückhaltend.

Doch mit der Zusammenarbeit zwischen Alibaba und China Tower und der Nachricht, dass Tencent und andere Internetgiganten ihre Teilnahme an der LoRa Alliance angekündigt haben, haben sie der Branche einen „kardiotonischen Wirkstoff“ injiziert, und die LoRa-Technologie wird einen weiteren Frühling in China einläuten .

Eines der Merkmale von LoRa ist, dass es bei gleichem Stromverbrauch weiter von anderen drahtlosen Methoden entfernt ist, wodurch ein geringer Stromverbrauch und eine Gleichmäßigkeit über große Entfernungen erreicht werden. Das LoRa-Netzwerk besteht hauptsächlich aus Basisstationen (auch Gateways), Servern, LoRa-Terminals und Objekten. Die vernetzte Cloud besteht aus vier Teilen, die durch eine bidirektionale Bereitstellung von Daten zwischen der Anwendungsseite und der Serverseite gekennzeichnet sind.

Die Stärken von LoRa liegen in der extrem stromsparenden und mehrkanaligen Datenübertragung, der Erhöhung der Systemdatenkapazität sowie der Unterstützung von Entfernungsmessung und Positionierung durch Gateway- und Endsysteme, was es ideal für standortempfindliche Anwendungen macht.

LoRa wird von Ali, Tencent, Google usw. unterstützt und kann direkt die ökologische Unterstützung dieser führenden Internet-Player erhalten.

Es ist absehbar, dass NB-IoT und LoRa in zukünftigen Indoor-Szenen bei langfristigen Kämpfen zweifellos auf ihre eigene Ökologie angewiesen sein werden.

NB-IoT- und LoRa-Vergleich

(1) Frequenzband, Kosten, Servicequalität

NB-IOT und Mobilfunkkommunikation nutzen das vom Betreiber bereitgestellte lizenzierte Frequenzband. Da es sich um ein speziell zugewiesenes Frequenzband handelt, sind die Störungen relativ gering. Obwohl für die eigentliche Anwendung eine bestimmte Kommunikationsgebühr erhoben wird, bietet die entsprechende Anwendung eine bessere Leistung. Signaldienstqualität, Sicherheit und Zertifizierung. Darüber hinaus ist die Fertigstellung der aktuellen Basisstation für Mobilfunknetze förderlicher für eine schnelle groß angelegte Anwendung.

LoRa arbeitet im nicht lizenzierten Frequenzband von Sub-1G. Es kann Netzwerkgeräte ohne Anwendung einrichten. Relativ gesehen ist die Netzwerkarchitektur einfach und in praktischen Anwendungen müssen keine zusätzlichen Kommunikationsgebühren gezahlt werden. Da es sich jedoch um ein offenes Frequenzband handelt, ist die praktische Anwendung sehr umfangreich und einfach. Störungen durch andere Geräte im gleichen Frequenzband.

(2) Kommunikationsentfernung

Die NB-IOT-Signalabdeckung hängt von der Basisstationsdichte und dem Verbindungsbudget ab. Mit den bisherigen Ressourcenvorteilen kann eine größere Abdeckung und bessere QoS als LoRa erreicht werden, und NB-IoT selbst verfügt über ein Verbindungsbudget von bis zu 164 dB. Die Übertragungsreichweite kann 15 km bis 20 km betragen.

LoRa verwendet die Spreizspektrummodulationstechnologie mit linearer Frequenzmodulation, die nicht nur die Eigenschaften eines geringen Stromverbrauchs wie FSK (Frequency Shift Keying) beibehält, sondern auch die Kommunikationsübertragungsentfernung erheblich erhöht und dadurch die Netzwerkeffizienz und die Anti-Interferenz-Fähigkeit verbessert, also anders Ausbreitungssequenzen. Wenn die Endgeräte gleichzeitig auf derselben Frequenz senden, kommt es nicht zu gegenseitigen Störungen. Auf dieser Grundlage kann das vom Terminal entwickelte Gateway einen mehrkanaligen parallelen Datenempfang realisieren und die Netzwerkkapazität erheblich erweitern. Die Übertragungsentfernung des LoRa-Knotens kann eine Abdeckung von 12 bis 15 km erreichen (in der offenen Vorstadtumgebung verringert sich die Übertragungsentfernung in der städtischen Umgebung). 

(3) Geringer Stromverbrauch und geringe Akkulaufzeit

Ein geringer Stromverbrauch ist einer der Kernindikatoren des Internets der Dinge. Im Hinblick auf die Batterielebensdauer müssen zwei wichtige Faktoren berücksichtigt werden: Protokollinhalt und Knotenstromverbrauch.

Die Knoten des NB-IOT-Synchronisationsprotokolls müssen regelmäßig vernetzt werden. Der erforderliche „Spitzenstrom“ ist um mehrere Größenordnungen höher als bei LoRa mit nichtlinearer Modulation. Insbesondere bei der Aufforderung an die Basisstation, nach dem Aufwachen auf den Server zuzugreifen, kommt es zu einem hohen Batteriestromverbrauch.

LoRa ist eine asynchrone Kommunikationsmethode, die auf dem ALOHA-Protokoll basiert und daher die Ruhezeit entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen genau einstellen kann, um die Batterieleistung vollständig zu nutzen.

(4) Ausrüstungskosten

Für den Endknoten ist LoRa einfacher und leichter zu entwickeln als NB-IOT. Der Protokoll- und Modulationsmechanismus von NB-IOT ist komplizierter und erfordert ein komplizierteres Schaltungsdesign und höhere Kosten. Gleichzeitig übernimmt NB-IOT das lizenzierte Frequenzband. Die Kommunikation ist kostenpflichtig.

Gemäß der obigen Analyse besteht der größte Unterschied zwischen LoRa und NB-IoT darin, dass NB-IoT im lizenzierten Mobilfunkband arbeitet und das Netzwerk vom Betreiber bereitgestellt und gewartet wird. Um eine normale Kommunikation und Arbeit mit der Basisstation sicherzustellen, ist es notwendig, dass das Produkt vor der tatsächlichen Bereitstellung effektiv validiert wird.

Obwohl es sich bei LoRa um ein nicht-zellulares Netzwerk handelt, erschwert die Nichtoffenlegung seiner Standarddetails die Generierung von Standardsignalen zur Verifizierung. LoRa kann mit herkömmlichen Signaltürmen, industriellen Basisstationen und sogar tragbaren Heim-Gateways durchgeführt werden. Der Bau von Basisstationen und Home-Gateways ist kostengünstig. In Bezug auf die Kosten unterscheiden sich die Kosten für das LoRa-Funkmodul und das NB-IoT-Funkmodul nicht wesentlich, aber in der versteckten Form ist NB-IoT offensichtlich höher als das LoRa-Funkmodul.

Sowohl NB-IoT als auch LoRa befinden sich noch in der Anfangsphase der Entwicklung und erfordern Input und gemeinsame Entwicklung. Wenn groß angelegte Bereitstellungen möglich sind, werden die Kosten für Module für NB-IoT und LoRa weiter gesenkt. Was die technische Lösung betrifft, werden NB-IoT und LoRa in kurzer Zeit definitiv parallel sein. Jedes hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Es ist schwer zu sagen, wer überwältigend ist. Wenn es jedoch von anderen Faktoren als technischen Lösungen beeinflusst wird, wie beispielsweise dem Innovation-of-Profit-Modell. Durch die enge Verzahnung mit der Anwendungsbranche und den Einfluss der Branche könnten beide die Führung bei der Besetzung des Marktes übernehmen.

Kurz gesagt, in der neuen Welle der Entwicklung des Internets der Dinge wird das Projekt zuerst gelandet und es besteht die Möglichkeit, einen Schritt voraus zu sein. NB-IoT und LoRa brauchen nicht nur Produktinnovationen, sondern auch Innovationen bei Projektanwendungen.

Dieser Artikel ist abgedruckt in: http://www.elecfans.com/iot/1054672.html