A IoT está explodindo e LoRaWAN vs NB-IoT são duas grandes redes de área ampla de baixo consumo de energia (LPWANs) liderando o ataque. Esses de longo alcance, linguagens sem fio com baixa largura de banda podem parecer confusas agora, mas são a chave para desbloquear recursos incríveis de IoT.
Esteja você tentando rastrear ativos em um amplo armazém, monitorar as condições ambientais em uma fazenda, ou construir uma enorme rede de cidades inteligentes, LoRaWAN e NB-IoT ajudam você. Certo, existem outras opções sem fio como Zigbee e Bluetooth, mas eles simplesmente não conseguem igualar o alcance e a duração da bateria desses LPWANs. Estamos falando de anos de operação com uma única carga!
Portanto, seja qual for a equipe que você escolher – os padrões abertos do LoRaWAN ou a habilidade celular do NB-IoT – prepare-se para se surpreender com seu incrível desempenho.
Uma visão geral de LoRaWAN e NB-IoT
LoRaWAN e NB-IoT são tecnologias LPWAN, mas eles funcionam de maneira bem diferente. LoRaWAN usa espectro não licenciado e modulação de espectro espalhada proprietária, enquanto o NB-IoT aproveita bandas LTE licenciadas e banda estreita 4G celular. Para realmente entender como essas duas opções se comparam, precisamos definir como LoRaWAN e NB-IoT funcionam.
O que é LoRaWAN
LoRaWAN é um baixo consumo de energia, protocolo de rede de área ampla projetado pela LoRa Alliance para baixo consumo de energia, dispositivos IoT operados por bateria. Ele utiliza a camada física LoRa, que é uma técnica proprietária de modulação de espectro espalhado derivada do Chirp Spread Spectrum (CSS) tecnologia patenteada pela Semtech.
A especificação LoRaWAN define um ambiente seguro, protocolo de comunicação bidirecional com recursos como criptografia ponta a ponta, autenticação de dados e suporte de mobilidade. As redes LoRaWAN exigem gateways para conectar dispositivos finais à Internet, com cada dispositivo incorrendo em pequenas taxas pelos chipsets LoRa.
LoRaWAN visa fornecer uma maneira fácil de conectar IoT “coisas” para regional, redes nacionais ou globais, atendendo aos principais requisitos de IoT, como baixo consumo de energia, longo alcance, serviços de localização e comunicações seguras.
O que é NB-IoT
NB-IoT (IoT de banda estreita) é um padrão celular desenvolvido pela 3GPP para permitir baixo consumo de energia, conectividade de rede de área ampla para dispositivos IoT. Ele é otimizado para fornecer ampla cobertura e maior penetração interna para sensores e medidores IoT estacionários.
Ao contrário do protocolo LoRaWAN não licenciado, NB-IoT opera em espectro celular licenciado de propriedade de operadoras móveis. Esta abordagem licenciada visa fornecer uma experiência de usuário mais confiável e interoperável, apesar dos custos mais elevados a longo prazo em comparação com tecnologias LPWAN não licenciadas.
NB-IoT concluiu a padronização na versão 3GPP 13 e pode ser implantado em banda, modos de banda de guarda ou autônomo sem a necessidade de gateways como LoRaWAN. Dispositivos NB-IoT conectam-se diretamente a estações base celulares.
Há uma tendência crescente para SIM incorporado (por exemplo) adoção para NB-IoT, com 83% de organizações que consideram isso crucial para a IoT, de acordo com a GSMA Intelligence. Os eSIMs permitem o provisionamento de “em branco” Dispositivos IoT habilitados para SIM para conectividade global simplificada.
LoRaWAN versus NB-IoT: comparação recurso por recurso
LoRa e NB-IoT se destacam como os principais protocolos LPWA, ostentando vários atributos comuns, como longa duração da bateria, ampla cobertura, e custo-benefício. Apesar de suas semelhanças impressionantes, existem distinções significativas entre os padrões NB-IoT e LoRa:
Alcance e cobertura
LoRaWAN aproveita gateways para fornecer cobertura de longo alcance de 5-15 raio de km por gateway, tornando-o adequado para áreas rurais/remotas e rastreando ativos móveis. Sua geolocalização não é baseada em GPS.
NB-IoT opera dentro de uma arquitetura de rede celular com 2-3 raio de km por estação celular. Requer implantações densas de células para cobertura de áreas amplas, mas tem melhor desempenho em áreas internas/urbanas com infraestrutura 4G existente. NB-IoT usa GPS para serviços de geolocalização.
Largura de banda e taxa de dados
NB-IoT tem uma vantagem clara, oferta 180 Largura de banda kHz em LTE (maior em 4G) e até 200 Taxas de dados em kbps graças ao seu design avançado. Em comparação, LoRaWAN é limitado a 125, 250, e 500 Largura de banda kHz e máximo 50 taxas de kbps. O espectro licenciado e a camada MAC robusta do NB-IoT também fornecem melhor proteção contra ruído e interferência.
Latência
LoRaWAN prioriza vida útil prolongada da bateria para dispositivos IoT, mas isso tem o custo de alta latência. Em contraste, NB-IoT, sendo uma tecnologia celular, oferece menor latência por frequentemente “efetuando check-in” com a rede. Isso torna o NB-IoT uma escolha melhor para casos de uso de IoT que exigem comunicação mais responsiva.
Topologia de rede
LoRaWAN usa uma topologia estrela-de-estrela onde os dispositivos finais se comunicam diretamente com gateways, que então retransmite dados para um servidor de rede central. Em contraste, NB-IoT segue uma topologia de rede celular com dispositivos conectados diretamente a estações base, aproveitando a arquitetura de rede mesh da infraestrutura celular existente. Embora as arquiteturas básicas de rede sejam semelhantes, a principal diferença está no uso de gateways como intermediários pela LoRaWAN, em comparação com o modelo de conectividade direta de dispositivo para estação base do NB-IoT.
Custo e Qualidade do Serviço (QoS)
LoRaWAN, operando em espectro ISM não licenciado, oferece custos mais baixos de implantação e de dispositivos. NB-IoT, em bandas celulares licenciadas, exige altas taxas de licença das operadoras para eficiência do espectro. Este acesso privilegiado garante qualidade e segurança superiores, ainda com o alto custo de expansão da infraestrutura LTE para suporte de IoT. LoRaWAN atende a locais, implantações de baixo consumo de energia com preços econômicos, enquanto o NB-IoT oferece confiabilidade e cobertura perfeitas – um serviço premium facilitado por operadoras de celular’ domínio exclusivo.
Status de implantação
A partir de 2024, LoRaWAN possui uma presença global com mais de 170 operadores em 181 países. De acordo com GSMA, NB-IoT teve mais tração regional, com 124 implantações de operadores em 64 países, principalmente Ásia e Europa. LoRaWAN liderado 2022 remessas de chipsets em 65.9 milhão, enquanto NB-IoT foi responsável por 22.4 milhão, com todas as remessas projetadas para crescer 20% parannum por 2027.
Um gráfico de comparação de LoRaWAN e NB-IoT
Este gráfico de comparação abaixo destaca as principais diferenças entre LoRaWAN e NB-IoT em termos de diferentes parâmetros.
| LoRaWAN | NB-IoT | |
| Espectro licenciado | Não | sim |
| Ecossistema | Aliança LoRa | 3PPG |
| Cobertura e alcance | 5-15 km | 1-10 km |
| Taxa de dados | Mais baixo | Mais alto |
| Latência | Alto | Baixo |
| Consumo de energia | muito baixo | Baixo |
| Suporte à mobilidade de dispositivos | sim | Limitado |
| Permitir redes privadas | sim | Não |
| Roaming | Restrito | sim |
| Custo | Menor para implantações localizadas | Mais alto, aproveitando as redes celulares existentes |
Prós e contras de LoRaWAN e NB-IoT
Embora LoRaWAN e NB-IoT compartilhem algumas semelhanças por serem tecnologias de rede de área ampla de baixo consumo de energia, eles diferem significativamente em vários aspectos importantes. Vamos explorar os prós e contras proeminentes de LoRaWAN e Narrowband IoT:
Prós do LoRaWAN:
– Capacidades de longo alcance incomparáveis (até 15 km)
– Consumo de energia extremamente baixo, 10+ anos de vida útil da bateria
– Implantação de rede privada e localizada
– Custos mais baixos
– Padrão aberto e interoperabilidade
Contras do LoRaWAN:
– Taxas de dados mais baixas, inadequado para aplicações de alta largura de banda
– Qualidade de serviço limitada e gerenciamento de prioridades
– Interferência potencial em implantações densas
– Requer infraestrutura de gateway dedicada
Prós do NB-IoT:
– Taxas de dados mais altas em comparação com LoRaWAN
– Aproveita a infraestrutura celular existente para ampla cobertura
– Melhor qualidade de serviço e gerenciamento de prioridades
– Segurança e confiabilidade de nível celular
Contras do NB-IoT:
– Maiores custos operacionais e de implantação
– Dependência de operadoras de celular e infraestrutura
– Alcance mais curto e penetração interna limitada
– Maior consumo de energia em comparação com LoRaWAN
Diferentes casos de uso de NB-IoT e LoRaWAN
LoRaWAN é adequado para aplicações que exigem comunicação de longo alcance, penetração interna profunda, e consumo de energia ultrabaixo. Alguns casos de uso comuns incluem:
- Agricultura inteligente e agricultura de precisão (solo, rastreamento de gado, microclimas)
- utilitários inteligentes (água, aquecimento, gás, eletricidade)
- Edifício inteligente (qualidade do ar interno, ocupação, medição, detecção de vazamento)
- Cidades inteligentes (estacionamento, iluminação pública, gestão de resíduos, níveis de ruído, luzes de trânsito, gestão de frota)
- Indústria inteligente (monitoramento da saúde de equipamentos industriais, conservação de energia
NB-IoT, por outro lado, é mais adequado para aplicações que exigem taxas de dados mais altas, melhor qualidade de serviço, e cobertura mais ampla. Alguns casos de uso potenciais incluem:
- Monitoramento inteligente de utilidades com transmissão de dados em tempo real (eletricidade, gás, água)
- Cuidados de saúde inteligentes (monitoramento de pacientes, serviços de telessaúde)
- Fabricação inteligente e IoT industrial (manutenção preditiva, rastreamento de ativos, processo otimizado)
- Cidades inteligentes (gestão de tráfego, transporte público, monitoramento ambiental)
- Varejo inteligente (gestão de inventário, rastreamento de ativos, visibilidade da cadeia de suprimentos)
- Agricultura inteligente (Agricultura de precisão, gado, irrigação)
- Logística inteligente (rastreamento de remessa, monitoramento da cadeia de frio, gestão de frota)
LoRaWAN vs NB-IoT: o que é melhor para conectividade IoT?
Rotular LoRaWAN vs NB-IoT como puros complementos ou concorrentes seria simplista. Seus casos de uso podem se sobrepor em determinados domínios, mas cada um é mais adequado para diferentes cenários com base em seus respectivos pontos fortes.
LoRaWAN brilha na zona rural, áreas remotas sem cobertura celular. Seu longo alcance, espectro não licenciado, necessidades de baixa potência, e implantações privadas econômicas são vantagens importantes. Mas você também pode contar nas cidades – ele pode lidar com utilitários inteligentes, edifícios, IoT industrial, O que você disser. Sua geolocalização sem GPS também é ideal para casos de uso móvel com restrição de bateria, como cadeia de suprimentos e rastreamento de transporte.
Por outro lado, NB-IoT fornece confiabilidade, conectividade de maior largura de banda, ideal para, aplicativos IoT de missão crítica, aproveitando a infraestrutura 4G/LTE existente. Isso o torna bem posicionado para cidades inteligentes, veículos conectados e casos de uso industrial, especialmente em domínios urbanos. Contudo, seus custos de implantação mais elevados e a dependência de GPS que consome muita energia podem ser limitações em áreas rurais sem cobertura celular.
A escolha depende de necessidades como cobertura, largura de banda, restrições de poder, mobilidade, e custos. Em vez de um/ou, a implantação estratégica de ambos com base nos pontos fortes permite ecossistemas IoT robustos em todos os casos de uso.
E quanto ao Sigfox
Sigfox é outro grande player LPWAN lutando contra LoRaWAN e NB-IoT pelo domínio da conectividade IoT. Ele usa uma tecnologia de banda ultraestreita em espectro não licenciado. O ponto proeminente? Um simples, baixo consumo de energia, opção de baixo custo, ideal para aplicações que precisam enviar pequenas rajadas de dados ocasionalmente. A adoção pode ficar atrás de LoRa e NB-IoT por enquanto, mas Sigfox se espalhou por mais 70 países. É um sucesso para logística e rastreamento da cadeia de suprimentos que precisam de cobertura global confiável. O que destaca o Sigfox é sua configuração descomplicada, extrema eficiência energética para anos de vida útil da bateria, e acessibilidade. Ele pode transmitir pequenos pacotes de dados em praticamente qualquer local – uma capacidade que falta aos seus rivais LPWAN com maior taxa de dados.
Perguntas frequentes sobre LoRaWAN e NB-IoT
P1: Os dispositivos LoRaWAN e NB-IoT podem se comunicar entre si?
Não, LoRaWAN e NB-IoT são tecnologias separadas e não podem se comunicar diretamente entre si. Contudo, é possível integrá-los através de uma plataforma ou gateway comum que possa traduzir entre os dois protocolos.
P2: Qual tecnologia é mais segura, LoRaWAN ou NB-IoT?
Ambas as tecnologias empregam mecanismos de segurança robustos, mas NB-IoT, fazendo parte do ecossistema celular, geralmente oferece recursos de segurança aprimorados e criptografia de nível celular.
