[物联网] NB-IoT PK LoRa

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 楼主 | 2018-3-1 18:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
  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。可以说没有一种技术可以满足IoT所有的需求。NB-IoT和LoRa两种技术具有不同的技术和商业特性,所以在应用场景方面会有不同。这里会针对二者的区别进行阐述,并且对各自适合的应用场景进行说明。

LoRa芯片公司

LoRa技术是Semtch公司的专利,Semtech公司提供SX127x系列LoRa产品。国内市场主要以低频段(137-525MHz)的SX1278为主。为适应市场的发展和需求,Semtech以IP授权的方式授予更多的公司来制造LoRa技术的芯片,如同ARM公司IP授权类似。

目前Semtech公司IP授权的公司有HoperfMicrochipGemtekST等。HoperfLoRa产品是数据透传模组,Microchip的是以LoRaWAN模组,Gemtek做成了SiPLoRaWAN产品。未来或许会有更多的公司通过IP授权的方式来制造LoRa技术的产品。


NB-IoT芯片公司
NB-IoT得到了电信运营商和电信设备服务商的支持,有着成熟完整的电信网络生态系统。

华为
华为NB-IoT的芯片是Boudica,超低功耗SoC芯片,基于ARM Cortex-M0内核,会搭载Huawei LiteOS嵌入式物联网操作系统。预计2017年初上市。

中兴微电子
中兴微电子NB-IoT的芯片是Wisefone7100。据称,Wisefone7100内部集成了中天微系统的CK802芯片。预计2017年Q2上市。

Intel
XMM 7115,支持NB-IoT标准。预计2016年下半年会提供样品。XMM 7315,支持 LTE Category M和NB-IoT两种标准,单一芯片集成了LTE 调制解调器和 IA 应用处理器。预计2017年商品化。

Qualcomm
MDM9206,支持Cat-M(eMTC)和NB-IoT。

Nordic
Nordic Semiconductor nRF91系列是Nordic的NB-IoT蜂窝技术产品。预计2017年下半年提供样品,2018年起供货。


其他的NB-IoT芯片厂商可能还有:Sequans、Altair、简约纳电子有限公司、MARVELL、MTK、RDA等等。

从NB-IoT和LoRa芯片产品来看,很多产品都集成了MCU或处理器,这样可以更方便地进行信号和数据处理以及通信协议管理。

不少的公司NB-IoT芯片支持多种技术标准,可以满足了更多的市场细分需求。LoRa通过授权可以做成SoC或SiP产品,并与一些产品技术融合满足不同的市场需求。如,Semtech的EV8600就是是PLC与LoRa相结合的SoC产品。

NB-IoT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来部署NB-IoT,中国移动则可能会重耕现有900MHz频段。

NB-IoT属于授权频段,如同2G/3G/4G一样,是专门规划的频段,频段干扰相对少。NB-IoT网络具有电信级网络的标准,可以提供更好的信号服务质量、安全性和认证等的网络标准。可与现有的蜂窝网络基站融合更有利于快速大规模部署。运营商有成熟的电信网络产业生态链和经验,可以更好地运营NB-IoT网络。


从目前来看,NB-IoT网络技术的只会由上面的网络运营商来部署,其他公司或组织不能自己来部署网络。要使用NB-IoT的网络必须要等运营商把NB-IoT网络铺好,其进度与发展取决于运营商基础网络的建设。


LoRa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。下表是LoRa联盟规范里提到的部分使用的频段


NB-IoT工作在授权频段,设备需要入网许可,干扰相对会少。LoRa工作在免授权频段,免授权频段的设备种类相对多,难免会受到其他无线设备的干扰。LoRa的优势在于其专利技术,即使在复杂的环境中依然能保持较高的接受灵敏度,抗干扰能力强。

LoRa和和NB-IoT的数据速率是不同的,LoRa数据速率可达50kbps,NB-IoT可达200kbps。两种技术的数据速率不同实际上也形成了不同的市场细分应用,可根据实际项目需求选择适合的技术。

应用举例
如之前提到的,没有一种技术可以同时满足IoT应用的所有需求。下面将通过几个具体的应用实例来分析NB-IoT 和LoRa 各自适合的应用场景。

A:智能电表
在智能电表领域相关的公司和部门需要高速率的数据传输、频繁的通信和低延迟。由于电表是由电源供电的,所以并没有超低功耗和长电池使用寿命的需求。并且还需要对线网进行实时监控以便发现隐患时及时处理。LoRaWAN的ClassC可以实现低延迟,但是对于高传输速率和频繁通信的需求NB-IoT是更适合于智能电表的选择。并且电表一般安装在人口密集的地区的固定位置,所以对于运营商部网也较为容易。
B:智慧农业
对农业来说,低功耗低成本的传感器是迫切需要的。温湿度、二氧化碳、盐碱度等传感器的应用对于农业提高产量、减少水资源的消耗等有重要的意义,这些传感器需要定期地上传数据。LoRa十分适用于这样的场景。而且很多偏远的农场或者耕地并没有覆盖蜂窝网络,更不用说4G/LTE了,所以NB-IoT并不如LoRa一样适合于智慧农业。

C:自动化制造
工厂机器的运行需要实时的监控,不仅可以保证生产效率而且通过远程监控可以提高人工效率。在工厂的自动化制造和生产中,有许多不同类型的传感器和设备。一些场景需要频繁的通信并且确保良好的服务质量(QoS),这时NB-IoT是较为合适的选择。而一些场景需要低成本的传感器配以低功耗和长寿命的电池来追踪设备、监控状态,这时LoRa便是合理的选择。所以对于自动化生产制造的多样性来说,NB-IoT 和LoRa都有用武之地。

D:智能建筑
对于建筑的改造,加入温湿度、安全、有害气体、水流监测等传感器并且定时的将监测的信息上传,方便了管理者的监管同时更方便了用户。通常来说这些传感器的通信不需要特别频繁或者保证特别好的服务质量,同时便携式的家庭式网关便可以满足需要。所以该场景LoRa是比较合适的选择。

E:零售终端(POS
零售终端(POS)系统往往需要较频繁和高质量的通信,而且这些设备通常有专门供电的设备,所以对于较长的电池使用寿命没有要求。同时对于通信的时效性和低延迟要求较高。所以出于以上考虑NB-IoT比较适合于本应用。

F:物流追踪

追踪或者定位市场的一个重要的需求就是终端的电池使用寿命。物流追踪可以作为混合型部署的实际案例。物流企业可以根据定位的需要在需要场所部网,可以是仓库或者运输车辆上,这时便携式的基站便派上了用场。LoRa可以提供这样的部署方案,而对于NB-IoT来说追踪范围过大基站的铺设是很大的问题。同时LoRa有一个特点,在高速移动时通信相对于NB-IoT更稳定。出于以上的考虑,LoRa更适合于物流追踪。

IoT领域并没有一个没有争议的选择,每一个应用场景都有自己独特的需求和考虑。


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评论

DBS5728 2018-3-9 22:06 回复TA
好应用 
| 2018-3-9 17:52 | 显示全部楼层
沙发,又见沙发
| 2018-3-9 17:55 | 显示全部楼层
很实用啊,快速入门了
| 2018-3-10 15:32 | 显示全部楼层
你能成网红
 楼主 | 2018-3-12 08:45 | 显示全部楼层
arrowdavid 发表于 2018-3-10 15:32
你能成网红

厉害了
| 2018-3-14 06:55 | 显示全部楼层
太厉害。学到了。
| 2018-3-14 22:03 | 显示全部楼层
艾睿都代理哪些
| 2018-3-14 22:03 | 显示全部楼层
普及了NB IOT
| 2018-3-15 07:19 | 显示全部楼层
sevenlife 发表于 2018-3-14 22:03
艾睿都代理哪些

arrow 合作的模组厂商可以提供上述的各类模组
| 2018-3-15 17:11 | 显示全部楼层
颠覆性的革命,得加紧学习了
| 2018-3-15 17:16 | 显示全部楼层
这么好的帖子居然被我发现了,果断收藏,必须要好好学习。
| 2018-3-15 17:18 | 显示全部楼层
好文章,学习了。
| 2018-3-15 17:18 | 显示全部楼层
干货
| 2018-3-15 17:19 | 显示全部楼层
学习了!
| 2018-3-15 17:20 | 显示全部楼层
很多没有接触过的芯片和模块,需要加紧学习了
| 2018-3-15 17:20 | 显示全部楼层
学习了
| 2018-3-15 17:25 | 显示全部楼层
很好的知识,学到了.
| 2018-3-15 17:25 | 显示全部楼层
arrow在提供给终端用户产品同时,技术方案上有哪些更多的配合呢
| 2018-3-15 17:34 | 显示全部楼层
想关心下lora和窄带IOT属于网络层的技术范畴,所传信息最终如何在应用层实现应用的?
| 2018-3-15 17:35 | 显示全部楼层
厉害了大Arrow,引领新时代发展潮流!
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