適用于物聯(lián)網(wǎng)的兩種無線ICT技術(shù)

物聯(lián)體系進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用需要顧慮多個(gè)方面因素：基礎(chǔ)成本，網(wǎng)絡(luò)開銷，電源電池能耗及壽命，數(shù)據(jù)速率及通信距離，實(shí)時(shí)延遲性，移動(dòng)性，網(wǎng)絡(luò)輻射范圍和布設(shè)方式等。世界上不存在十全十美的東西，沒有哪一種技術(shù)可以一次性滿足DT所有的需求。而 NB-IoT 和 LoRa兩種無線技術(shù)，各有技術(shù)優(yōu)勢(shì)和商業(yè)特點(diǎn)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景有不一樣的效果，可以最大程度 的滿足項(xiàng)目需求。NB-Iot和LoRa這兩種無線ICT技術(shù)，是當(dāng)前最適合物聯(lián)網(wǎng)體系發(fā)展的無線ICT技術(shù)，下而就簡單的針對(duì)二者的區(qū)別和適合的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行說明。

一、應(yīng)用頻段及特性

LoRa工作在 1GHz以下的非授權(quán)頻段，大部分在433Mhz，故在應(yīng)用時(shí)不需要額外通信付費(fèi)。但是費(fèi)用都在設(shè)備里，并且LORawan的設(shè)備費(fèi)用相對(duì)來說是成倍的。

NB-IoT 和蜂窩通信使用 1GHz以下的授權(quán)頻段。 處于 500MHz和 1GHz之間的頻段對(duì)于遠(yuǎn)距離通信是最優(yōu)的選擇，因?yàn)?a target="_blank">天線的實(shí)際尺寸和效率是具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)的。

LoRaWAN 使用免費(fèi)的非授權(quán)頻段，并且是異步通信協(xié)議，對(duì)于電池供電和低成本是最佳的選擇。LoRa 和 LoRaWAN協(xié)議，在處理干擾、網(wǎng)絡(luò)重疊、可伸縮性等方面具有獨(dú)特的特性， 但卻不能提供像蜂窩協(xié)議一樣的服務(wù)質(zhì)量 （QoS）。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)和 NB-IoT出于對(duì)服務(wù)質(zhì)量（QoS）的考慮，并不能提供類似 LoRa一樣的電池壽命。由于QoS和高昂的頻段使用費(fèi)， 需要確保 QoS的應(yīng)用場(chǎng)景推薦使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)和 NB-IoT，而低成本和大量連接是首選項(xiàng)的話 LoRa是不錯(cuò)的選擇。

二、供電和延遲

睡眠和喚醒是電源開銷的主要因素。在實(shí)時(shí)性方面NB-iot有著天然的優(yōu)良屬性，因?yàn)槔^承自蜂窩網(wǎng)絡(luò)有著最優(yōu)的頻段利用率， 但是成本增加，電池壽命會(huì)變短。LoRaWAN節(jié)點(diǎn)是為了低成本和長電池壽命而生，在頻段利用率方面有一定的欠缺。

需要頻繁通信、較短的延遲或者較大數(shù)據(jù)量的應(yīng)用，NB-IoT 或許是更好的選擇，而對(duì)于需要較低的成本、較高的電池壽命和通信并不頻繁的場(chǎng)景來說 LoRa更好。

三、網(wǎng)絡(luò)覆蓋和部署時(shí)間表

當(dāng)前真正落地NB-Iot和LoRa項(xiàng)目極其有限，主要是物聯(lián)網(wǎng)的普及需求還沒有爆發(fā)，正處在全民教育和科普階段，實(shí)際應(yīng)用中處于實(shí)驗(yàn)和試用階段。

四、設(shè)備成本， 網(wǎng)絡(luò)成本和混合模型

LORA節(jié)點(diǎn)模塊的價(jià)格已經(jīng)基本降到40元左右， 搭配其他組件一個(gè)網(wǎng)關(guān)基礎(chǔ)成本可以控制在160元左右。而NB-Iot節(jié)點(diǎn)成本也并不高，基本在100元以內(nèi)，但是有額外的通信費(fèi)用 。

部署方式上來講組網(wǎng)方便，LoRAwan基本不需要再投入更多的資源，成本可以控制在每個(gè)點(diǎn)500元左右 ，可以盡量利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)方式。而NB-IOT需要進(jìn)行基站改造成本不低于5000元每個(gè)點(diǎn)。

五、應(yīng)用舉例

A：智能電表

在智能電表領(lǐng)域相關(guān)的公司和部門需要高速率的數(shù)據(jù)傳輸、 頻繁的通信和低延遲。由于電表是由電源供電的， 所以并沒有超低功耗和長電池使用壽命的需求。并且還需要對(duì)線網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以便發(fā)現(xiàn)隱患時(shí)及時(shí)處理。 LoRaWAN 的ClassＣ可以實(shí)現(xiàn)低延遲， 但是對(duì)于高傳輸速率和頻繁通信的需求 NB-IoT 是更適合于智能電表的選擇。 并且電表一般安裝在人口密集的地區(qū)的固定位置， 所以對(duì)于運(yùn)營商部網(wǎng)也較為容易。

B：智慧農(nóng)業(yè)

對(duì)農(nóng)業(yè)來說，低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。 溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器的應(yīng)用對(duì)于農(nóng)業(yè)提高產(chǎn)量、減少水資源的消耗等有重要的意義，這些傳感器需要定期地上傳數(shù)據(jù)。LoRa 十分適用于這樣的場(chǎng)景。而且很多偏遠(yuǎn)的農(nóng)場(chǎng)或者耕地并沒有覆蓋蜂窩網(wǎng)絡(luò)， 更不用說 4G/LTE了，所以 NB-IoT 并不如LoRa一樣適合于智慧農(nóng)業(yè)。

C：自動(dòng)化制造

工廠機(jī)器的運(yùn)行需要實(shí)時(shí)的監(jiān)控， 不僅可以保證生產(chǎn)效率而且通過遠(yuǎn)程監(jiān)控可以提高人工效率。 在工廠的自動(dòng)化制造和生產(chǎn)中， 有許多不同類型的傳感器和設(shè)備。一些場(chǎng)景需要頻繁的通信并且確保良好的服務(wù)質(zhì)量（ QoS），這時(shí)NB-IoT 是較為合適的選擇。而一些場(chǎng)景需要低成本的傳感器配以低功耗和長壽命的電池來追蹤設(shè)備、監(jiān)控狀態(tài)，這時(shí) LoRa便是合理的選擇。所以對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)制造的多樣性來說，NB-IoT 和 LoRa都有用武之地。

D：智能建筑

對(duì)于建筑的改造，加入溫濕度、安全、有害氣體、水流監(jiān)測(cè)等傳感器并且定時(shí)的將監(jiān)測(cè)的信息上傳， 方便了管理者的監(jiān)管同時(shí)更方便了用戶。 通常來說這些傳感器的通信不需要特別頻繁或者保證特別好的服務(wù)質(zhì)量， 同時(shí)便攜式的家庭式網(wǎng)關(guān)便可以滿足需要。所以該場(chǎng)景 LoRa是比較合適的選擇。

E：零售終端（POS ）

零售終端（POS ）系統(tǒng)往往需要較頻繁和高質(zhì)量的通信，而且這些設(shè)備通常有專門供電的設(shè)備， 所以對(duì)于較長的電池使用壽命沒有要求。 同時(shí)對(duì)于通信的時(shí)效性和低延遲要求較高。所以出于以上考慮 NB-IoT 比較適合于本應(yīng)用。

F：物流追蹤

追蹤或者定位市場(chǎng)的一個(gè)重要的需求就是終端的電池使用壽命。 物流追蹤可以作為混合型部署的實(shí)際案例。 物流企業(yè)可以根據(jù)定位的需要在需要場(chǎng)所部網(wǎng)，可以是倉庫或者運(yùn)輸車輛上，這時(shí)便攜式的基站便派上了用場(chǎng)。 LoRa 可以提供這樣的部署方案，而對(duì)于 NB-IoT 來說追蹤范圍過大基站的鋪設(shè)是很大的問題。同時(shí) LoRa有一個(gè)特點(diǎn)， 在高速移動(dòng)時(shí)通信相對(duì)于 NB-IoT 更穩(wěn)定。出于以上的考慮，LoRa 更適合于物流追蹤。

六、總結(jié)

在物數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，IoT布設(shè)方式的選擇， 每一個(gè)場(chǎng)景都有自己獨(dú)特的需求和考慮。 NB-IoT 和 LoRa二者各自的特點(diǎn)和商業(yè)模式，使他們?cè)跓o線ICT技術(shù)方面有著唯二的地位，各有一席之地。未來大規(guī)模應(yīng)用之后，方顯英雄本色，才能看出誰是真正的救世主。