Analiza comparativă a LoRa și NB-IoT, care este mai bine
Tehnologiile LPWAN, cum ar fi LoRa, oferă suport la nivel de comunicare pentru dezvoltarea internetului obiectelor. În prezent, industria internă LPWAN din China este împărțită în principal în două tabere. NB-IOT se apropie din ce în ce mai mult de afacerile la scară largă, în timp ce LoRa a înflorit peste tot. Există mulți factori de luat în considerare pentru aplicații, cum ar fi costul nodului, costul rețelei, durata de viață a bateriei, rata de transfer a datelor (rata de transfer), latența, mobilitatea, acoperirea rețelei și tipul de implementare. Se poate spune că nicio tehnologie unică nu poate satisface toate nevoile IoT. Tehnologiile NB-IoT și LoRa au caracteristici tehnice și comerciale diferite, astfel încât vor exista diferite scenarii de aplicare. Diferența dintre cele două va fi explicată aici, iar scenariile de aplicare adecvate ale fiecăruia vor fi explicate.
În prezent, din perspectiva dezvoltării industriale, s-a format un lanț industrial complet format din șapte legături: cipuri, module, terminale, echipamente de comunicații, platforme, operatori și aplicații. Editorul a colectat o bucată de NB-IoT și LoRa în graficul de comparație a concentrării pieței fiecărui link, să aruncăm o privire la diferența dintre cele două din această perspectivă.
Benzi de frecvență, calitatea serviciilor și costuri
LoRa funcționează în banda de frecvență fără licență sub 1GHz, deci nu există nicio taxă suplimentară pentru aplicare. NB-IoT și comunicațiile celulare utilizează benzi de frecvență licențiate sub 1GHz. Banda de frecvență între 500MHz și 1GHz este alegerea optimă pentru comunicarea pe distanțe lungi, deoarece dimensiunea reală și eficiența antenei sunt destul de avantajoase.
LoRaWAN utilizează benzi de frecvență gratuite fără licență și este un protocol de comunicare asincron, care este cea mai bună alegere pentru alimentarea bateriei și costul redus. Protocoalele LoRa și LoRaWAN au caracteristici unice în manipularea interferențelor, suprapunerii rețelei, scalabilității etc., dar nu oferă aceeași calitate a serviciului (QoS) ca protocoalele celulare. Se raportează că licitația benzii de frecvență sub-GHz autorizate este mai mare de 500 de milioane de dolari SUA pe MHz. Rețelele celulare și NB-IoT nu oferă aceeași durată de viață a bateriei ca LoRa din cauza preocupărilor legate de calitatea serviciilor (QoS). Datorită QoS și a taxelor de utilizare a benzilor de înaltă frecvență, rețelele celulare și NB-IoT sunt recomandate pentru scenariile de aplicare care trebuie să asigure QoS. LoRa este o alegere bună dacă sunt preferate costurile reduse și un număr mare de conexiuni, așa cum se arată în figura de mai jos.
Durata de viață a bateriei și latența Downlink
Conceptul de proiectare a rețelei celulare este utilizarea optimă a benzii de frecvență, ceea ce sacrifică costul nodului și durata de viață a bateriei în consecință. Dimpotrivă, nodurile LoRaWAN se nasc pentru costuri reduse și durată lungă de viață a bateriei și există anumite deficiențe în utilizarea benzii de frecvență.
Există doi factori importanți de luat în considerare în ceea ce privește durata de viață a bateriei, consumul curent al nodului (curentul de vârf și mediu) și conținutul protocolului. LoRaWAN este un protocol asincron bazat pe ALOHA, ceea ce înseamnă că nodurile pot dormi lung sau scurt în funcție de nevoile scenariilor specifice de aplicație, în timp ce nodurile protocoalelor sincrone, cum ar fi cele celulare, trebuie să fie în mod regulat în rețea. De exemplu, telefoanele mobile de pe piață trebuie acum să se sincronizeze cu rețeaua la fiecare 1,5s atunci când funcționează. În NB-IoT, această sincronizare devine mai puțin frecventă, dar apare încă în mod regulat, ceea ce consumă o putere suplimentară a bateriei.
Modularea în rețelele celulare este un mijloc eficient de utilizare deplină a benzilor de frecvență, dar nu este eficientă din perspectiva nodului. Modularea celulară (OFDM sau FDMA) necesită un transmițător liniar pentru a genera semnalul modulat, iar un transmițător liniar necesită ordine de mărime mai mult curent de vârf decât modulația neliniară, iar curenții de vârf mai mari consumă mai multă energie din baterie .
Dar protocolul de comunicare sincron are avantaje în ceea ce privește întârzierile mai scurte de downlink, în timp ce NB-IoT poate oferi rate rapide de transfer de date pentru aplicațiile care necesită un debit mare de date. Și clasa B a LoRaWAN scurtează întârzierea comunicării downlink prin trezirea periodică (programată) a terminalului pentru a primi mesaje de downlink.
Prin urmare, NB-IoT poate fi o alegere mai bună pentru aplicațiile care necesită comunicare frecventă, întârziere scurtă sau volum mare de date, iar pentru scenariile care necesită costuri mai mici, o durată de viață mai mare a bateriei și o comunicare rară Say LoRa este mai bună.
Acoperire rețea și cronologie de implementare
Cerința esențială a funcționării nodului este acoperirea rețelei. Un avantaj evident pentru NB-IoT este că implementarea rețelei poate fi asigurată prin modernizarea facilităților de rețea existente, dar acest upgrade este limitat la anumite stații de bază specifice 4G / LTE și costuri mai mari. Iar acest upgrade este potrivit doar pentru zonele urbane care au deja acoperire 4G/LTE și nu este potrivit pentru zonele îndepărtate sau suburbane fără acoperire 4G.
Întregul lanț industrial al LoRa este relativ matur, iar produsele sunt, de asemenea, într-o stare de "ready to go". În același timp, multe țări din întreaga lume sunt în proces de implementare a rețelei la nivel național sau au finalizat implementarea rețelei la nivel național. Un avantaj proeminent al lanțului industrial LoRa este că membrii fiecărei legături au autonomie, iar unele companii mari intenționează să creeze un model de afaceri hibrid pentru a implementa rețele și aplicații. Cu toate acestea, lanțul industrial NB-IoT va fi limitat de benzile de frecvență și de operatori.
Costurile echipamentelor, costurile de rețea și modelele hibride
Pentru nodurile finale, protocolul LoRaWAN este mai simplu decât NB-IoT, mai ușor de dezvoltat și mai potrivit și compatibil cu microprocesoarele. Mecanismul de modulare și protocolul NB-IoT sunt mai complexe, ceea ce necesită circuite mai complexe și mai multe costuri. În același timp, NB-IoT este impozitat ca 3GPP. În acest stadiu, taxa pentru un telefon mobil este de aproximativ 5 dolari, dar acest lucru este prea scump pentru dispozitivele IoT, iar dacă taxa este redusă în mod pripit, va provoca confuzie de preț pe piața comunicațiilor mobile, cum ar fi telefoanele mobile. Prin urmare, modul în care organizația 3GPP cântărește problemele fiscale ale IoT și comunicațiilor mobile este, de asemenea, o mare problemă.
Modulele LoRa cu costuri reduse, relativ mature, pot fi deja găsite pe piață, iar versiunile actualizate vor urma. Alianța LoRa nu are prea multe restricții privind drepturile de autor și taxele, ceea ce face modulul mai mic de $ 4 în lanțul industriei LoRa foarte impresionant. Prețul modulelor LoRa de pe piață astăzi este, în general, de 7-10 dolari SUA, dar pe măsură ce tehnologia se maturizează, 4-5 dolari SUA nu este o mare problemă. Și acum un modul LTE este greu de găsit pentru mai puțin de 20 dolari.
În comparație cu rețeaua tradițională "turn de fier", implementarea IoT și LPWAN necesită utilizarea diferitelor modele pentru a reduce cheltuielile și costurile de operare. Implementarea LoRaWAN este mai puțin costisitoare, deoarece se poate face folosind turnuri de celule tradiționale, stații de bază industriale sau chiar gateway-uri portabile acasă. În acest stadiu, prețul unei stații de bază turn este de aproximativ 1.000 de dolari, prețul unei stații de bază industriale este mai mic de 500 de dolari, iar prețul unui gateway de acasă este de numai aproximativ 100 de dolari. Dar pentru NB-IoT, prețul modernizării stațiilor de bază 4G LTE existente este estimat conservator la nu mai puțin de 15.000 de dolari fiecare.