LoRaWAN VS NB-IoT: Wie vergleichen und unterscheiden sie sich?

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LoRaWAN VS NB IoT: Wie vergleichen und unterscheiden sie sich?

Das IoT explodiert und LoRaWAN vs. NB-IoT sind zwei Titan-Wide-Area-Netzwerke mit geringem Stromverbrauch (LPWANs) die Anklage anführen. Diese große Reichweite, Drahtlose Sprachen mit geringer Bandbreite klingen jetzt vielleicht verwirrend, Aber sie sind der Schlüssel zur Erschließung großartiger IoT-Funktionen.

Egal, ob Sie versuchen, Vermögenswerte in einem weitläufigen Lagerhaus zu verfolgen, Überwachen Sie die Umgebungsbedingungen auf einem Bauernhof, oder ein riesiges Smart-City-Netzwerk aufbauen, LoRaWAN und NB-IoT sind für Sie da. Sicher, Es gibt andere drahtlose Optionen wie z Zigbee und Bluetooth, Aber sie können einfach nicht mit der Reichweite und Batterielebensdauer dieser LPWANs mithalten. Wir sprechen von jahrelangem Betrieb mit einer einzigen Ladung!

Ganz gleich, für welches Team Sie sich entscheiden – die offenen Standards von LoRaWAN oder die Mobilfunktauglichkeit von NB-IoT – seien Sie darauf gefasst, dass Sie von der großartigen Leistung umgehauen werden.

Ein Überblick über LoRaWAN und NB-IoT

LoRaWAN und NB-IoT sind beide LPWAN-Technologien, aber sie funktionieren ganz anders. LoRaWAN nutzt nicht lizenziertes Spektrum und proprietäre Spread-Spectrum-Modulation, während NB-IoT lizenzierte LTE-Bänder und Schmalband-4G-Mobilfunk nutzt. Um den Vergleich dieser beiden Optionen wirklich zu verstehen, Wir müssen definieren, wie LoRaWAN und NB-IoT funktionieren.

Was ist LoRaWAN?

LoRaWAN ist ein Low-Power-Gerät, Wide Area Networking-Protokoll, das von der LoRa Alliance für Low-Power entwickelt wurde, batteriebetriebene IoT-Geräte. Es nutzt die physikalische LoRa-Schicht, Hierbei handelt es sich um eine proprietäre Spread-Spectrum-Modulationstechnik, die von Chirp Spread Spectrum abgeleitet ist (CSS) von Semtech patentierte Technologie.

Die LoRaWAN-Spezifikation definiert eine sichere, bidirektionales Kommunikationsprotokoll mit Funktionen wie Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, Datenauthentifizierung und Mobilitätsunterstützung. LoRaWAN-Netzwerke benötigen Gateways, um Endgeräte mit dem Internet zu verbinden, Bei jedem Gerät fallen geringe Gebühren für die LoRa-Chipsätze an.

LoRaWAN soll eine einfache Möglichkeit bieten, IoT zu verbinden “Dinge” bis regional, nationale oder globale Netzwerke und erfüllt gleichzeitig wichtige IoT-Anforderungen wie geringen Stromverbrauch, Langstrecken, Lokalisierungsdienste und sichere Kommunikation.

LoRaWAN-Diagramm

Was ist NB-IoT?

NB-IoT (Schmalband-IoT) ist ein von 3GPP entwickelter Mobilfunkstandard, der einen geringen Stromverbrauch ermöglicht, Weitverkehrsnetzwerkkonnektivität für IoT-Geräte. Es ist für die Bereitstellung einer breiten Abdeckung und einer verbesserten Innendurchdringung stationärer IoT-Sensoren und -Messgeräte optimiert.

Im Gegensatz zum nicht lizenzierten LoRaWAN-Protokoll, NB-IoT arbeitet im lizenzierten Mobilfunkspektrum, das Mobilfunkbetreibern gehört. Dieser lizenzierte Ansatz zielt darauf ab, eine zuverlässigere und interoperablere Benutzererfahrung zu bieten, trotz höherer langfristiger Kosten im Vergleich zu nicht lizenzierten LPWAN-Technologien.

NB-IoT hat die Standardisierung im 3GPP-Release abgeschlossen 13 und kann im In-Band eingesetzt werden, Schutzband- oder Standalone-Modi, ohne dass Gateways wie LoRaWAN erforderlich sind. NB-IoT-Geräte stellen eine direkte Verbindung zu Mobilfunkbasisstationen her.

Der Trend zu Embedded SIM nimmt zu (z.B) Einführung für NB-IoT, mit 83% der Organisationen halten es laut GSMA Intelligence für entscheidend für das IoT. eSIMs ermöglichen die Bereitstellung von “leer” SIM-fähige IoT-Geräte für optimierte globale Konnektivität.

NB-IoT-Diagramm

LoRaWAN VS NB-IoT: Feature-für-Feature-Vergleich

LoRa und NB-IoT sind die führenden LPWA-Protokolle, Es verfügt über mehrere gemeinsame Eigenschaften, wie z. B. eine lange Akkulaufzeit, breite Abdeckung, und Wirtschaftlichkeit. Trotz ihrer frappierenden Ähnlichkeiten, Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen den NB-IoT- und LoRa-Standards:

Reichweite und Abdeckung

LoRaWAN nutzt Gateways, um eine weitreichende Abdeckung zu gewährleisten 5-15 km Radius pro Gateway, Damit eignet es sich für ländliche/entlegene Gebiete und die Verfolgung mobiler Vermögenswerte. Die Geolokalisierung basiert nicht auf GPS.

NB-IoT arbeitet innerhalb einer Mobilfunknetzarchitektur mit 2-3 km Radius pro Zellstation. Für eine großflächige Abdeckung sind dichte Mobilfunknetze erforderlich, die Leistung ist jedoch in Innen-/Stadtgebieten mit vorhandener 4G-Infrastruktur besser. NB-IoT nutzt GPS für Geolokalisierungsdienste.

Bandbreite und Datenrate

NB-IoT hat die klare Nase vorn, Angebot 180 kHz-Bandbreite bei LTE (höher bei 4G) und bis zu 200 Dank seines fortschrittlichen Designs erreicht er Datenraten von kbit/s. Im Vergleich, LoRaWAN ist beschränkt auf 125, 250, und 500 kHz Bandbreite und Maximum 50 Kbit/s-Raten. Das lizenzierte Spektrum und die robuste MAC-Schicht von NB-IoT bieten außerdem einen besseren Schutz vor Rauschen und Störungen.

Latenz

LoRaWAN legt großen Wert auf eine längere Batterielebensdauer für IoT-Geräte, Dies geht jedoch mit einer hohen Latenz einher. Im Gegensatz, NB-IoT, eine Mobilfunktechnologie sein, bietet häufig eine geringere Latenz “Einchecken” mit dem Netzwerk. Dies macht NB-IoT zu einer besseren Wahl für IoT-Anwendungsfälle, die eine reaktionsfähigere Kommunikation erfordern.

Netzwerktopologie

LoRaWAN verwendet eine Star-of-Stars-Topologie, bei der Endgeräte direkt mit Gateways kommunizieren, die dann die Daten an einen zentralen Netzwerkserver weiterleiten. Im Gegensatz, NB-IoT folgt einer Mobilfunknetztopologie, bei der Geräte direkt mit Basisstationen verbunden sind, Nutzung der Mesh-Netzwerkarchitektur der vorhandenen Mobilfunkinfrastruktur. Die grundlegenden Netzwerkarchitekturen sind zwar ähnlich, Der Hauptunterschied liegt in der Verwendung von Gateways durch LoRaWAN als Vermittler, im Vergleich zum direkten Konnektivitätsmodell von Gerät zu Basisstation von NB-IoT.

Kosten und Servicequalität (QoS)

LoRaWAN, Betrieb im nicht lizenzierten ISM-Spektrum, bietet geringere Bereitstellungs- und Gerätekosten. NB-IoT, in lizenzierten Mobilfunkbändern, verlangt von den Betreibern hohe Lizenzgebühren für die Frequenzeffizienz. Dieser privilegierte Zugriff gewährleistet höchste Qualität und Sicherheit, allerdings zu hohen Kosten für den Ausbau der LTE-Infrastruktur zur IoT-Unterstützung. LoRaWAN richtet sich an lokalisierte, Bereitstellungen mit geringem Stromverbrauch und günstigen Preisen, während NB-IoT nahtlose Zuverlässigkeit und Abdeckung bietet – ein Premium-Dienst, der von Mobilfunkbetreibern angeboten wird’ exklusive Domain.

Bereitstellungsstatus

Ab 2024, LoRaWAN verfügt über eine globale Präsenz mit über 170 Betreiber über 181 Länder. Entsprechend GSMA, NB-IoT hat regional mehr Anklang gefunden, mit 124 Betreibereinsätze in 64 Länder, hauptsächlich Asien und Europa. LoRaWAN führte 2022 Chipsatz-Sendungen unter 65.9 Million, während NB-IoT ausschlaggebend war 22.4 Million, wobei alle Lieferungen voraussichtlich um 10 % wachsen werden 20% Zunnum nach 2027.

LoRaWAN vs. NB-IoT: Feature-für-Feature-Vergleich

Eine Vergleichstabelle von LoRaWAN und NB-IoT

Die folgende Vergleichstabelle verdeutlicht die wichtigsten Unterschiede zwischen LoRaWAN und NB-IoT in Bezug auf verschiedene Parameter.

LoRaWAN NB-IoT
Lizenziertes Spektrum Nein Ja
Ökosystem LoRa-Allianz 3GPP
Abdeckung und Reichweite 5-15 km 1-10 km
Datenrate Untere Höher
Latenz Hoch Niedrig
Energieverbrauch Sehr niedrig Niedrig
Unterstützen Sie die Gerätemobilität Ja Begrenzt
Private Netzwerke zulassen Ja Nein
Wandernd Eingeschränkt Ja
Kosten Niedriger für lokalisierte Bereitstellungen Höher, Nutzung bestehender Mobilfunknetze

Vor- und Nachteile von LoRaWAN und NB-IoT

Während LoRaWAN und NB-IoT einige Gemeinsamkeiten aufweisen, da es sich um Weitverkehrsnetzwerktechnologien mit geringem Stromverbrauch handelt, Sie unterscheiden sich in mehreren wesentlichen Aspekten erheblich. Lassen Sie uns die wichtigsten Vor- und Nachteile von LoRaWAN und Narrowband IoT untersuchen:

Vorteile von LoRaWAN:

– Unübertroffene Langstreckenfähigkeiten (bis zu 15 km)

– Extrem geringer Stromverbrauch, 10+ Jahre Batterielebensdauer

– Private und lokalisierte Netzwerkbereitstellung

– Geringere Kosten

– Offener Standard und Interoperabilität

Nachteile von LoRaWAN:

– Niedrigere Datenraten, ungeeignet für Anwendungen mit hoher Bandbreite

– Begrenzte Servicequalität und Prioritätsverwaltung

– Potenzielle Störungen bei dichten Einsätzen

– Erfordert eine dedizierte Gateway-Infrastruktur

Vorteile von NB-IoT:

– Höhere Datenraten im Vergleich zu LoRaWAN

– Nutzt die vorhandene Mobilfunkinfrastruktur für eine breite Abdeckung

– Verbesserte Servicequalität und Prioritätenverwaltung

– Sicherheit und Zuverlässigkeit auf Mobilfunkniveau

Nachteile von NB-IoT:

– Höhere Bereitstellungs- und Betriebskosten

– Abhängigkeit von Mobilfunkbetreibern und -infrastruktur

– Geringere Reichweite und begrenzte Durchdringung von Innenräumen

– Höherer Stromverbrauch im Vergleich zu LoRaWAN

Verschiedene Anwendungsfälle von NB-IoT und LoRaWAN

LoRaWAN eignet sich gut für Anwendungen, die eine Kommunikation über große Entfernungen erfordern, tiefes Eindringen in Innenräume, und extrem niedrigem Stromverbrauch. Einige häufige Anwendungsfälle sind::

  • Intelligente Landwirtschaft und Präzisionslandwirtschaft (Boden, Viehverfolgung, Mikroklima)
  • Intelligente Dienstprogramme (Wasser, Heizung, Gas, Elektrizität)
  • Intelligentes Gebäude (Luftqualität in Innenräumen, Belegung, Messung, Leckerkennung)
  • Intelligente Städte (Parken, Straßenbeleuchtung, Abfallwirtschaft, Geräuschpegel, Ampeln, Flottenmanagement)
  • Intelligente Industrie (Überwachung des Zustands von Industriegeräten, Energieeinsparung

NB-IoT, andererseits, eignet sich besser für Anwendungen, die höhere Datenraten erfordern, verbesserte Servicequalität, und eine breitere Abdeckung. Einige mögliche Anwendungsfälle sind::

  • Intelligente Versorgungsüberwachung mit Echtzeit-Datenübertragung (Elektrizität, Gas, Wasser)
  • Intelligente Gesundheitsversorgung (Patientenüberwachung, Telegesundheitsdienste)
  • Intelligente Fertigung und industrielles IoT (vorausschauende Wartung, Nachverfolgung von Gütern, Prozessoptimierung)
  • Intelligente Städte (Verkehrsregelung, öffentliche Verkehrsmittel, Umweltüberwachung)
  • Smarter Einzelhandel (Bestandsverwaltung, Nachverfolgung von Gütern, Transparenz der Lieferkette)
  • Intelligente Landwirtschaft (Präzisionslandwirtschaft, Vieh, Bewässerung)
  • Intelligente Logistik (Sendungsverfolgung, Überwachung der Kühlkette, Flottenmanagement)

LoRaWAN vs. NB-IoT: was besser für die IoT-Konnektivität ist?

Es wäre zu einfach, LoRaWAN vs. NB-IoT als reine Ergänzungen oder Konkurrenten zu bezeichnen. Ihre Anwendungsfälle können sich in bestimmten Domänen überschneiden, aber jede ist aufgrund ihrer jeweiligen Stärken besser für unterschiedliche Szenarien geeignet.

LoRaWAN glänzt im ländlichen Raum, abgelegene Gebiete ohne Mobilfunkempfang. Seine große Reichweite, nicht lizenziertes Spektrum, geringer Strombedarf, und kostengünstige private Bereitstellungen sind wesentliche Vorteile. Aber auch in Städten kann man damit rechnen – Es kann mit intelligenten Dienstprogrammen umgehen, Gebäude, Industrielles IoT, Sie nennen es. Die Geolokalisierung ohne GPS eignet sich auch für batteriebeschränkte mobile Anwendungsfälle wie Lieferketten- und Transportverfolgung.

Andererseits, NB-IoT bietet zuverlässig, Konnektivität mit höherer Bandbreite, ideal für Echtzeit, geschäftskritische IoT-Anwendungen durch Nutzung der vorhandenen 4G/LTE-Infrastruktur. Damit ist es für Smart Cities gut aufgestellt, vernetzte Fahrzeuge und industrielle Anwendungsfälle, insbesondere im städtischen Bereich. jedoch, Die höheren Bereitstellungskosten und die Abhängigkeit von stromhungrigem GPS können in ländlichen Gebieten ohne Mobilfunkabdeckung zu Einschränkungen führen.

Die Wahl hängt von den Bedürfnissen wie der Deckung ab, Bandbreite, Machtbeschränkungen, Mobilität, und Kosten. Anstatt entweder/oder, Der strategische Einsatz beider basierend auf Stärken ermöglicht robuste IoT-Ökosysteme über alle Anwendungsfälle hinweg.

Was ist mit Sigfox?

Sigfox ist ein weiterer großer LPWAN-Player, der mit LoRaWAN und NB-IoT um die Dominanz der IoT-Konnektivität kämpft. Es nutzt eine Ultra-Schmalband-Technologie im nicht lizenzierten Spektrum. Der herausragende Punkt? Eine einfache, geringer Strom, kostengünstige Option, ideal für Anwendungen, die gelegentlich kleine Datenblöcke senden müssen. Die Einführung könnte LoRa und NB-IoT vorerst hinterherhinken, aber Sigfox hat sich weiter ausgebreitet 70 Länder. Es ist ein Hit für Logistik und Lieferkettenverfolgung, die eine zuverlässige globale Abdeckung benötigen. Was Sigfox auszeichnet, ist die problemlose Einrichtung, Extreme Energieeffizienz für jahrelange Batterielebensdauer, und Erschwinglichkeit. Es kann winzige Datenpakete über nahezu jeden Ort übertragen – Eine Fähigkeit, die seinen LPWAN-Konkurrenten mit höheren Datenraten fehlt.

FAQs zu LoRaWAN und NB-IoT

Q1: Können LoRaWAN- und NB-IoT-Geräte miteinander kommunizieren??

Nein, LoRaWAN und NB-IoT sind separate Technologien und können nicht direkt miteinander kommunizieren. jedoch, Es ist möglich, sie über eine gemeinsame Plattform oder ein Gateway zu integrieren, das zwischen den beiden Protokollen übersetzen kann.

Q2: Welche Technologie ist sicherer?, LoRaWAN oder NB-IoT?

Beide Technologien nutzen robuste Sicherheitsmechanismen, aber NB-IoT, Teil des zellulären Ökosystems zu sein, bietet im Allgemeinen erweiterte Sicherheitsfunktionen und Verschlüsselung auf Mobilfunkniveau.

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Geschrieben von --
Nick He
Nick He
Nick, ein erfahrener Projektmanager in unserem R&D Abteilung, bringt einen großen Erfahrungsschatz zu MOKOSMART mit, Zuvor war er als Projektingenieur bei BYD tätig. Seine Expertise in R&D bringt umfassende Fähigkeiten in sein IoT-Projektmanagement ein. Mit einem soliden Hintergrund 6 Jahre im Projektmanagement und erhalten Zertifizierungen wie PMP und CSPM-2, Nick zeichnet sich dadurch aus, dass er die Bemühungen im gesamten Vertrieb koordiniert, Ingenieurwesen, testen, und Marketingteams. Zu den IoT-Geräteprojekten, an denen er teilgenommen hat, gehören Beacons, LoRa-Geräte, Gateways, und intelligente Stecker.
Nick He
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Nick, ein erfahrener Projektmanager in unserem R&D Abteilung, bringt einen großen Erfahrungsschatz zu MOKOSMART mit, Zuvor war er als Projektingenieur bei BYD tätig. Seine Expertise in R&D bringt umfassende Fähigkeiten in sein IoT-Projektmanagement ein. Mit einem soliden Hintergrund 6 Jahre im Projektmanagement und erhalten Zertifizierungen wie PMP und CSPM-2, Nick zeichnet sich dadurch aus, dass er die Bemühungen im gesamten Vertrieb koordiniert, Ingenieurwesen, testen, und Marketingteams. Zu den IoT-Geräteprojekten, an denen er teilgenommen hat, gehören Beacons, LoRa-Geräte, Gateways, und intelligente Stecker.
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