LoRaWAN VS NB-IoT: Come si confrontano e differiscono

Sommario
LoRaWAN VS NB IoT: Come si confrontano e differiscono

L’IoT sta esplodendo e LoRaWAN vs NB-IoT sono due titaniche reti WAN a basso consumo (LPWANs) guidando la carica. Questi a lungo raggio, Le lingue wireless a larghezza di banda ridotta potrebbero creare confusione ora, ma sono la chiave per sbloccare fantastiche funzionalità IoT.

Sia che tu stia cercando di tenere traccia delle risorse in un vasto magazzino, monitorare le condizioni ambientali in un’azienda agricola, o costruire un’enorme rete di città intelligenti, LoRaWAN e NB-IoT ti coprono. Sicuro, esistono altre opzioni wireless come Zigbee e Bluetooth, ma semplicemente non riescono a eguagliare la portata e la durata della batteria di questi LPWAN. Stiamo parlando di anni di funzionamento con una singola carica!

Quindi, qualunque sia il team che sceglierai (gli standard aperti di LoRaWAN o la funzionalità cellulare di NB-IoT), preparati a rimanere a bocca aperta per le loro straordinarie prestazioni.

Una panoramica di LoRaWAN e NB-IoT

LoRaWAN e NB-IoT sono entrambe tecnologie LPWAN, ma funzionano in modo abbastanza diverso. LoRaWAN utilizza uno spettro senza licenza e una modulazione proprietaria dello spettro diffuso, mentre NB-IoT sfrutta le bande LTE con licenza e la rete cellulare 4G a banda stretta. Per capire veramente come si confrontano queste due opzioni, dobbiamo definire come funzionano LoRaWAN e NB-IoT.

Cos'è LoRaWAN

LoRaWAN è a basso consumo, protocollo di rete ad ampia area progettato da LoRa Alliance per il basso consumo, dispositivi IoT alimentati a batteria. Utilizza il livello fisico LoRa, che è una tecnica proprietaria di modulazione dello spettro diffuso derivata da Chirp Spread Spectrum (CSS) tecnologia brevettata da Semtech.

La specifica LoRaWAN definisce un file secure, protocollo di comunicazione bidirezionale con funzionalità come la crittografia end-to-end, autenticazione dei dati e supporto alla mobilità. Le reti LoRaWAN richiedono gateway per connettere i dispositivi finali a Internet, con ogni dispositivo che comporta piccole commissioni per i chipset LoRa.

LoRaWAN mira a fornire un modo semplice per connettere l'IoT “cose” a regionale, reti nazionali o globali soddisfacendo al tempo stesso i principali requisiti IoT come il basso consumo, lungo raggio, servizi di localizzazione e comunicazioni sicure.

Diagramma LoRaWAN

Cos'è NB-IoT

NB-IoT (IoT a banda stretta) è uno standard cellulare sviluppato da 3GPP per consentire il basso consumo, connettività di rete geografica per dispositivi IoT. È ottimizzato per fornire un'ampia copertura e una migliore penetrazione interna a sensori e misuratori IoT fissi.

A differenza del protocollo LoRaWAN senza licenza, NB-IoT opera nello spettro cellulare concesso in licenza di proprietà di operatori mobili. Questo approccio con licenza mira a fornire un'esperienza utente più affidabile e interoperabile, nonostante costi a lungo termine più elevati rispetto alle tecnologie LPWAN senza licenza.

NB-IoT ha completato la standardizzazione nella versione 3GPP 13 e può essere distribuito in banda, modalità guard-band o standalone senza richiedere gateway come LoRaWAN. I dispositivi NB-IoT si collegano direttamente alle stazioni base cellulari.

C’è una tendenza crescente verso la SIM incorporata (per esempio) adozione per NB-IoT, con 83% delle organizzazioni lo considerano cruciale per l’IoT secondo GSMA Intelligence. Gli eSIM consentono il provisioning di “vuoto” Dispositivi IoT abilitati per SIM per una connettività globale semplificata.

Diagramma NB-IoT

LoRaWAN VS NB-IoT: confronto funzionalità per funzionalità

LoRa e NB-IoT si distinguono come i principali protocolli LPWA, vantando diversi attributi comuni come una lunga durata della batteria, ampia copertura, ed economicità. Nonostante le loro sorprendenti somiglianze, Esistono distinzioni significative tra gli standard NB-IoT e LoRa:

Portata e copertura

LoRaWAN sfrutta i gateway per fornire una copertura a lungo raggio 5-15 raggio di km per gateway, rendendolo adatto alle aree rurali/remote e al monitoraggio delle risorse mobili. La sua geolocalizzazione non è basata sul GPS.

NB-IoT opera all'interno di un'architettura di rete cellulare con 2-3 raggio di km per stazione cellulare. Richiede implementazioni di celle dense per la copertura di un'ampia area, ma funziona meglio nelle aree interne/urbane con l'infrastruttura 4G esistente. NB-IoT utilizza il GPS per i servizi di geolocalizzazione.

Larghezza di banda e velocità dati

NB-IoT ha un chiaro vantaggio, offerta 180 larghezza di banda kHz su LTE (più alto su 4G) e fino a 200 velocità dati kbps grazie al suo design avanzato. In confronto, LoRaWAN è limitato a 125, 250, e 500 larghezza di banda kHz e massimo 50 velocità di kbps. Lo spettro concesso in licenza di NB-IoT e il robusto livello MAC forniscono anche una migliore protezione contro rumore e interferenze.

Latenza

LoRaWAN dà priorità all'estensione della durata della batteria per i dispositivi IoT, ma ciò avviene a scapito di un'elevata latenza. In contrasto, NB-IoT, essendo una tecnologia cellulare, offre una latenza inferiore di frequente “fare il check-in” con la rete. Ciò rende NB-IoT una scelta migliore per i casi d'uso IoT che richiedono una comunicazione più reattiva.

Topologia di rete

LoRaWAN utilizza una topologia a stella in cui i dispositivi finali comunicano direttamente con i gateway, che poi trasmette i dati a un server di rete centrale. In contrasto, NB-IoT segue una topologia di rete cellulare con dispositivi che si collegano direttamente alle stazioni base, sfruttando l’architettura di rete mesh dell’infrastruttura cellulare esistente. Mentre le architetture di rete di base sono simili, la differenza fondamentale sta nell’uso dei gateway da parte di LoRaWAN come intermediari, rispetto al modello di connettività diretta da dispositivo a stazione base di NB-IoT.

Costo e qualità del servizio (QoS)

LoRaWAN, operante nello spettro ISM senza licenza, offre costi di implementazione e dispositivi inferiori. NB-IoT, nelle bande cellulari autorizzate, richiede ingenti canoni da parte degli operatori per l’efficienza dello spettro. Questo accesso privilegiato garantisce qualità e sicurezza superiori, ma al costo elevato di espandere l’infrastruttura LTE per il supporto IoT. LoRaWAN si rivolge a localizzato, implementazioni a basso consumo con prezzi frugali, mentre NB-IoT offre affidabilità e copertura senza soluzione di continuità – un servizio premium facilitato dagli operatori cellulari’ dominio esclusivo.

Stato di distribuzione

Come di 2024, LoRaWAN vanta un'impronta globale con oltre 170 operatori di tutto il mondo 181 paesi. Secondo GSMA, NB-IoT ha visto una maggiore trazione regionale, con 124 distribuzioni degli operatori in 64 paesi, principalmente Asia ed Europa. LoRaWAN ha guidato 2022 spedizioni di chipset a 65.9 milioni, mentre NB-IoT ha rappresentato 22.4 milioni, con tutte le spedizioni previste in crescita 20% Annumero per 2027.

LoRaWAN contro NB-IoT: caratteristica per confronto delle caratteristiche

Un grafico comparativo di LoRaWAN e NB-IoT

La tabella comparativa seguente evidenzia le principali differenze tra LoRaWAN e NB-IoT in termini di diversi parametri.

LoRaWAN NB-IoT
Spettro concesso in licenza No
Ecosistema Alleanza LoRa 3GPP
Copertura e portata 5-15 km 1-10 km
Velocità dei dati Inferiore Più alto
Latenza Alto Basso
Consumo di energia Molto basso Basso
Supporta la mobilità dei dispositivi Limitato
Consenti reti private No
Il roaming Limitato
Costo Inferiore per le distribuzioni localizzate Più alto, sfruttando le reti cellulari esistenti

Pro e contro di LoRaWAN e NB-IoT

Mentre LoRaWAN e NB-IoT condividono alcune somiglianze essendo tecnologie di rete WAN a basso consumo, differiscono significativamente in diversi aspetti chiave. Esploriamo i principali pro e contro di LoRaWAN e IoT a banda stretta:

Pro di LoRaWAN:

– Funzionalità a lungo raggio senza pari (fino a 15 km)

– Consumo energetico estremamente basso, 10+ anni di durata della batteria

– Distribuzione di reti private e localizzate

– Costi inferiori

– Standard aperti e interoperabilità

Contro di LoRaWAN:

– Velocità dati inferiori, inadatto per applicazioni con larghezza di banda elevata

– Qualità del servizio limitata e gestione delle priorità

– Potenziale interferenza in distribuzioni dense

– Richiede un'infrastruttura gateway dedicata

Pro di NB-IoT:

– Velocità dati più elevate rispetto a LoRaWAN

– Sfrutta l'infrastruttura cellulare esistente per un'ampia copertura

– Miglioramento della qualità del servizio e della gestione delle priorità

– Sicurezza e affidabilità di livello cellulare

Contro di NB-IoT:

– Costi operativi e di distribuzione più elevati

– Dipendenza da operatori e infrastrutture cellulari

– Portata più breve e penetrazione interna limitata

– Consumo energetico maggiore rispetto a LoRaWAN

Diversi casi d'uso di NB-IoT e LoRaWAN

LoRaWAN è particolarmente adatto per applicazioni che richiedono comunicazioni a lungo raggio, penetrazione interna profonda, e un consumo energetico estremamente basso. Alcuni casi d'uso comuni includono:

  • Agricoltura intelligente e agricoltura di precisione (suolo, tracciamento del bestiame, microclimi)
  • Utilità intelligenti (acqua, riscaldamento, gas, elettricità)
  • Edificio intelligente (qualità dell'aria interna, occupazione, misurazione, rilevamento perdite)
  • Città intelligenti (parcheggio, illuminazione stradale, gestione dei rifiuti, livelli di rumore, semafori, gestione della flotta)
  • Industria intelligente (monitoraggio dello stato delle apparecchiature industriali, conservazione dell'energia

NB-IoT, d'altro canto, è più adatto per applicazioni che richiedono velocità dati più elevate, maggiore qualità del servizio, e una copertura più ampia. Alcuni potenziali casi d'uso includono:

  • Monitoraggio intelligente delle utenze con trasmissione dati in tempo reale (elettricità, gas, acqua)
  • Sanità intelligente (monitoraggio del paziente, servizi di telemedicina)
  • Produzione intelligente e IoT industriale (manutenzione predittiva, monitoraggio delle risorse, ottimizzazione dei processi)
  • Città intelligenti (gestione del traffico, trasporto pubblico, monitoraggio ambientale)
  • Vendita al dettaglio intelligente (gestione delle scorte, monitoraggio delle risorse, visibilità della catena di fornitura)
  • Agricoltura intelligente (agricoltura di precisione, bestiame, irrigazione)
  • Logistica intelligente (tracciabilità della spedizione, monitoraggio della catena del freddo, gestione della flotta)

LoRaWAN contro NB-IoT: che è migliore per la connettività IoT?

Etichettare LoRaWAN vs NB-IoT come puri complementi o concorrenti sarebbe semplicistico. I loro casi d'uso possono sovrapporsi in determinati domini, ma ognuno è più adatto a diversi scenari in base ai rispettivi punti di forza.

LoRaWAN brilla nelle zone rurali, aree remote senza copertura cellulare. È a lungo raggio, spettro senza licenza, esigenze di bassa potenza, e implementazioni private economicamente vantaggiose sono vantaggi chiave. Ma puoi escluderlo anche nelle città – può gestire utilità intelligenti, edifici, IoT industriale, lo chiami tu. La sua geolocalizzazione non GPS è anche utile per casi di utilizzo mobile con vincoli di batteria, come la catena di approvvigionamento e il monitoraggio dei trasporti.

D'altro canto, NB-IoT fornisce affidabilità, connettività con larghezza di banda più elevata, ideale per il tempo reale, applicazioni IoT mission-critical sfruttando l’infrastruttura 4G/LTE esistente. Ciò lo rende ben posizionato per le città intelligenti, veicoli connessi e casi di utilizzo industriale, soprattutto negli ambiti urbani. però, i suoi costi di implementazione più elevati e la dipendenza dal GPS assetato di energia possono rappresentare limitazioni nelle aree rurali senza copertura cellulare.

La scelta dipende da esigenze come la copertura, la larghezza di banda, vincoli di potere, mobilità, e costi. Piuttosto che/o, l’implementazione strategica di entrambi in base ai punti di forza consente robusti ecosistemi IoT in tutti i casi d’uso.

E che dire di Sigfox?

Sigfox è un altro importante attore LPWAN che combatte LoRaWAN e NB-IoT per il dominio della connettività IoT. Utilizza una tecnologia a banda ultra stretta nello spettro senza licenza. Il punto saliente? Un semplice, a bassa potenza, opzione a basso costo ideale per le applicazioni che necessitano di inviare occasionalmente piccoli burst di dati. Per il momento l’adozione potrebbe seguire LoRa e NB-IoT, ma Sigfox si è diffuso ovunque 70 paesi. È un successo per la logistica e il monitoraggio della catena di fornitura che necessitano di una copertura globale affidabile. Ciò che distingue Sigfox è la sua configurazione senza problemi, efficienza energetica estrema per anni di durata della batteria, e convenienza. Può trasmettere piccoli pacchetti di dati praticamente ovunque – una capacità che manca ai rivali LPWAN con velocità dati più elevata.

Domande frequenti su LoRaWAN e NB-IoT

Q1: I dispositivi LoRaWAN e NB-IoT possono comunicare tra loro?

No, LoRaWAN e NB-IoT sono tecnologie separate e non possono comunicare direttamente tra loro. però, è possibile integrarli attraverso una piattaforma o gateway comune in grado di tradurre tra i due protocolli.

Q2: Quale tecnologia è più sicura, LoRaWAN o NB-IoT?

Entrambe le tecnologie utilizzano robusti meccanismi di sicurezza, ma NB-IoT, far parte dell'ecosistema cellulare, generalmente offre funzionalità di sicurezza avanzate e crittografia di livello cellulare.

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Scritto da --
Nick Lui
Nick Lui
Nick, un project manager esperto nel nostro R&Dipartimento D., porta una ricchezza di esperienza a MOKOSMART, avendo precedentemente lavorato come ingegnere di progetto presso BYD. La sua competenza in R&D apporta competenze a tutto tondo alla gestione dei suoi progetti IoT. Con uno sfondo solido che si estende 6 anni nella gestione di progetti e ottenere certificazioni come PMP e CSPM-2, Nick eccelle nel coordinare gli sforzi tra le vendite, ingegneria, test, e team di marketing. I progetti di dispositivi IoT a cui ha partecipato includono Beacons, Dispositivi LoRa, gateway, e prese intelligenti.
Nick Lui
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Nick, un project manager esperto nel nostro R&Dipartimento D., porta una ricchezza di esperienza a MOKOSMART, avendo precedentemente lavorato come ingegnere di progetto presso BYD. La sua competenza in R&D apporta competenze a tutto tondo alla gestione dei suoi progetti IoT. Con uno sfondo solido che si estende 6 anni nella gestione di progetti e ottenere certificazioni come PMP e CSPM-2, Nick eccelle nel coordinare gli sforzi tra le vendite, ingegneria, test, e team di marketing. I progetti di dispositivi IoT a cui ha partecipato includono Beacons, Dispositivi LoRa, gateway, e prese intelligenti.
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