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NB-IoT与LoRa谁可以在物联网领域取得胜利

2019-08-07 10:18:00

近年来，全球物联网各种技术层出不穷，尤其是低功耗广域接入（LPWAN）技术，发展得非常迅猛。

在低功耗广域物联网领域，行业主要以NB-IoT与LoRa两种技术为主，支撑各行各业互联，也开创智能电表、共享空调等多种创新业务。笔者在前几天文章中分别概括了NB-IoT与LoRa两种技术的特点和发展现状。

业内人士经常将两种技术拿来进行比较，哪种技术更适合国内市场发展的讨论也在持续，对于要建设物联网的垂直行业企业而言，如何选择两种技术，本篇文章试着来找一下答案。

LoRa和NB-IoT发展现状

随着近几年的快速发展，LoRa和NB-IoT在广覆盖上都取得了长足的进展，NB-IoT目前已经完成了全国超过300多个城市的覆盖，终端连接数已经超过5000万，且每年以千万级数量递增，覆盖行业包括智慧城市、环保、农业、医疗、物流等各行各业。

而LoRa也在全国多点开花。LoRa作为比NB-IoT更早出现的技术，也受到一些垂直行业市场的关注。同时，一些互联网企业选择推动LoRa技术发展，意图借LoRa技术开辟IoT新路。

如今，双方都需要寻找新的增长场景，而智能家居、工业互联网市场方兴未艾，无论是市场未来的发展广度还是深度都值得各种技术投入大力发展。因此，谁能占据市场领先地位，能够获得更多的产业链支持，形成更为完善的生态系统，就能在未来获得更大的赢面。

同为广域物联网技术的LoRa和NB-IoT在这种短距离覆盖场景中都具有先天优势，覆盖面积广、功耗低、有着强大的管理平台、丰富的终端种类以及大量的产业链上下游支持。

IHS Markit报告指出，曾经广泛开放的LPWAN市场领域开始明显紧缩，不过仍处于初期发展阶段。2018年只有1.5亿个LPWAN链路被布署，到2023年LoRa与NB-IoT可望占据所有LPWAN链路的86%，其中LoRa可能会获得更多私有网络采用，NB-IoT则主要应用于公共网络。

NB-IoT特点

NB-IoT在带宽和成本上优势明显，构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署UMTS网络、LTE网络和GSM网络，很容易实现网络的升级。同时，相对于4G网络，它支持的待机时间长，连接高效，而且联网设备的电池寿命很高。

NB-IoT的优势应用场景：正是因为NB-IoT技术成本低、功耗低，所以在定位、水表和停车等领域应用很广泛，如共享单车里就有内置NB-IoT模组，实现物联网通讯。

更重要的是，NB-IoT背靠运营商对于室内场景覆盖有着天然的优势。确定的频谱资源，并可利用运营商原有的室分系统完成覆盖，可通过融合套餐，设备体验等方式将NB-IoT设备推入到用户家庭当中。广泛应用于如智能家居、智能零售和智慧城市等行业中。

NB-IoT虽然优势明显，但在国内的发展现状是缺乏一个统一的开放产业平台，同时标准、芯片、网络和相关的应用层厂商以中小企业为主，还需要壮大自身联盟的实力，打造强大的生态。

LPWAN（LoRa）特点

目前在国内，由于备受国家政策、电信运营商和业内大厂的青睐，NB-IoT技术的发展可谓如火如荼。相比而言，此前因频段授权问题沉寂许久的LoRa技术低调很多。

然而，随着阿里巴巴和中国铁塔合作，以及腾讯等互联网巨头宣布加入LoRa联盟的消息又为该产业注入一支“强心剂”，LoRa技术或将在国内迎来又一个春天。

LoRa的一大特点是在同样功耗下比其它无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，LoRa网络主要由基站（也可以是网关）、服务器、LoRa终端和物联网云四部分组成，其特点是应用端和服务器端数据双向传递。

LoRa的优势是超低功耗和多信道数据传输，增加了系统数据容量，网关和终端系统能够支持测距和定位，非常适用于位置敏感的应用。

LoRa拥有着阿里、腾讯、谷歌等的支持，可直接获得围绕在这些头部互联网玩家周围的生态支持。

可以预见，在未来的室内场景中，NB-IoT与LoRa无疑将依托各自的生态进行长期的龙争虎斗。

NB-IoT和LoRa对比

（1）频段、成本、服务质量

NB-IOT和蜂窝通信使用的是运营商提供的授权频段，因为是专门划分的频段，因此干扰相对要少很多，虽然实际应用中会收取一定的通信费用，但是相应的也会提供更好的信号服务质量，安全性和认证。而且针对目前蜂窝网络基站的建成更有利于快速大规模应用。

LoRa工作在Sub-1G的非授权频段，无需申请便可以建立网络设备，相对来说网络架构简单，而且实际应用中不需要额外付通信费用，但是因为是开放频段，所以实际应用非常广泛，容易受到其他相同频段设备的干扰。

（2）通信距离

NB-IOT信号覆盖范围取决于其基站密度和链路预算，借助前期的资源优势，能够实现比LoRa更广的范围覆盖和更好的QoS，且NB-IoT自身具有高达164dB的链路预算，使其传输距离可达15km~20km。

LoRa使用线性调频扩频调制技术，既保持了像FSK（频移键控）一样的低功耗特性，也显著增加了通信传输距离，从而提高网络效率和抗干扰能力，即不同扩频序列的终端在使用相同的频率同时发送时不会相互干扰，在此基础上研发的网关能实现多路并行的数据接受，大大扩展了网络容量。LoRa节点的传输距离可达 12~15 km覆盖范围（空旷郊区环境，市区环境传输距离会下降）。

（3）低功耗、电池寿命

低功耗是物联网的核心指标之一，关于电池寿命方面需要考虑协议内容和节点电流消耗两个重要因素。

NB-IOT同步协议的节点必须定期地联网，所需要的“峰值电流”比采用非线性调制的LoRa多出了几个数量级，尤其是在唤醒后请求基站到接入服务器的过程中，会存在大量电池电量的消耗。

LoRa是基于ALOHA协议的异步通信方式，因此可以根据具体应用需求进行精准的休眠时间设定，达到充分利用电池电量的目的。

（4）设备成本

对终端节点来说，LoRa相比NB-IOT更加简单，更容易开发，NB-IOT的协议和调制机制比较复杂，需要更复杂的电路设计和更多的花费，同时NB-IOT采用授权频段，通信需要收取一定的费用。

通过以上的分析，loRa和NB-IoT最大的区别是：NB-IoT是工作在蜂窝授权频段上，网络由运营商进行部署和维护，为保证能与基站进行正常的通信以及工作，有必要在产品实际部署之前对其功能进行有效的验证。

而LoRa是非蜂窝网络，其标准细节的非公开性，使得产生用于验证的标准信号是个难点。LoRa可以利用传统的信号塔、工业基站甚至是便携式家庭网关来进行。构建基站和家庭网关价格便宜。在成本上来看，LoRa无线模块和NB-IoT无线模块成本相差不大，但在隐形成本上NB-IoT明显是要高于LoRa无线模块。

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，两者都有可能率先占据市场。

总之，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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