物聯網正在蓬勃發展，LoRaWAN 與 NB-IoT 是兩個強大的低功耗廣域網絡 (低功耗廣域網) 一馬當先. 這些長距離, 低頻寬無線語言現在可能聽起來令人困惑, 但它們是解鎖強大物聯網功能的關鍵.
無論您是否想在龐大的倉庫中追蹤資產, 監測農場的環境條件, 或建立龐大的智慧城市網絡, LoRaWAN 和 NB-IoT 可以滿足您的需求. 當然, 存在其他無線選項，例如 Zigbee 和藍牙, 但它們無法與這些 LPWAN 的範圍和電池壽命相符. 我們說的是一次充電即可運行多年!
因此，無論您選擇哪個團隊 - LoRaWAN 的開放標準或 NB-IoT 的蜂窩技術 - 準備好讓您驚嘆於他們出色的性能.
LoRaWAN 和 NB-IoT 概述
LoRaWAN 和 NB-IoT 都是 LPWAN 技術, 但它們的運作方式卻截然不同. LoRaWAN 使用未經許可的頻譜和專有的擴頻調製, 而 NB-IoT 則利用授權的 LTE 頻段和窄頻 4G 蜂巢式網絡. 要真正了解這兩個選項的比較, 我們需要定義 LoRaWAN 和 NB-IoT 如何運作.
什麼是LoRaWAN
LoRaWAN 是一種低功耗, LoRa聯盟設計的低功耗廣域網路協議, 電池供電的物聯網設備. 它利用LoRa物理層, 這是一種源自線性調頻擴頻的專有擴頻調變技術 (CSS) Semtech 的專利技術.
LoRaWAN 規範定義了一種安全的, 具有端對端加密等功能的雙向通訊協議, 數據認證和移動支持. LoRaWAN 網路需要網關將終端設備連接到互聯網, 每台裝置的 LoRa 晶片組都會產生少量費用.
LoRaWAN 旨在提供連接物聯網的簡單方法 “事物” 到區域性的, 國家或全球網絡，同時滿足低功耗等關鍵物聯網要求, 長距離, 在地化服務和安全通信.
什麼是窄頻物聯網
窄帶物聯網 (窄帶物聯網) 是 3GPP 開發的一種蜂窩標準，旨在實現低功耗, 物聯網設備的廣域網路連接. 它經過優化，可為固定物聯網感測器和儀表提供廣泛的覆蓋範圍和增強的室內滲透能力.
與未經許可的 LoRaWAN 協議不同, NB-IoT 在行動營運商擁有的授權蜂窩頻譜中運行. 這種許可方法旨在提供更可靠和可互通的使用者體驗, 儘管與未經許可的 LPWAN 技術相比，長期成本更高.
NB-IoT在3GPP版本中完成標準化 13 並且可以部署在帶內, 保護帶或獨立模式，無需 LoRaWAN 等網關. NB-IoT 設備直接連接到蜂窩基地台.
嵌入式 SIM 的趨勢不斷成長 (例如) NB-IoT 的採用, 和 83% 根據 GSMA 行動智庫 (GSMA Intelligence) 的組織，認為它對物聯網至關重要. eSIM 允許配置 “空白的” 支援 SIM 的物聯網設備可簡化全球連接.
LoRaWAN 與 NB-IoT: 逐一特徵比較
LoRa 和 NB-IoT 脫穎而出，成為領先的 LPWA 協議, 擁有幾個共同的屬性，例如電池壽命長, 覆蓋面廣, 和成本效益. 儘管它們有驚人的相似之處, NB-IoT 和 LoRa 標準之間存在顯著區別:
範圍和覆蓋範圍
LoRaWAN 利用網關提供遠端覆蓋 5-15 每個網關的半徑公里, 使其適合農村/偏遠地區並追蹤移動資產. 其地理位置不基於 GPS.
NB-IoT 在蜂窩網路架構中運行 2-3 每個基地台的半徑公里. 它需要密集的小區部署才能實現廣域覆蓋，但在現有 4G 基礎設施的室內/城市地區表現更好. NB-IoT 使用 GPS 提供地理定位服務.
頻寬和數據速率
NB-IoT 有明顯優勢, 奉獻 180 LTE 上的 kHz 頻寬 (4G 更高) 直到 200 kbps 資料速率得益於其先進的設計. 相比下, LoRaWAN 僅限於 125, 250, 和 500 kHz 頻寬和最大值 50 kbps 速率. NB-IoT 的授權頻譜和強大的 MAC 層還可以提供更好的雜訊和乾擾保護.
潛伏
LoRaWAN 優先考慮延長物聯網設備的電池壽命, 但這是以高延遲為代價的. 相比之下, 窄帶物聯網, 作為一種蜂窩技術, 經常提供較低的延遲 “入住” 與網路. 這使得 NB-IoT 成為需要更靈敏通訊的物聯網用例的更好選擇.
網絡拓撲結構
LoRaWAN 使用星中星拓撲，其中終端設備直接與網關通訊, 然後將資料轉送到中央網路伺服器. 相比之下, NB-IoT 遵循蜂窩網路拓撲，設備直接連接到基地台, 利用現有蜂窩基礎設施的網狀網路架構. 雖然基本網路架構相似, 主要差異在於 LoRaWAN 使用網關作為中介, 與 NB-IoT 的直接設備到基地台連接模型相比.
服務成本和品質 (服務質量)
羅拉萬, 在未經許可的 ISM 頻譜中運行, 提供更低的部署和設備成本. 窄帶物聯網, 在授權的蜂窩頻段, 要求業者收取高額許可費以提高頻譜效率. 這種特權存取確保了卓越的品質和安全性, 然而，為了支援物聯網而擴展 LTE 基礎設施的成本高昂. LoRaWAN迎合本地化, 低功耗部署和低廉的定價, NB-IoT 提供無縫的可靠性和覆蓋範圍 – 由蜂窩運營商提供的優質服務’ 專屬域名.
部署狀態
作為 2024, LoRaWAN 的足跡遍及全球 170 跨界營運商 181 國家. 根據 全球行動通訊系統協會, 窄頻物聯網 (NB-IoT) 受到更多區域關注, 和 124 營運商部署 64 國家, 主要是亞洲和歐洲. LoRaWAN LED 2022 晶片組出貨量 65.9 百萬, 而 NB-IoT 則佔 22.4 百萬, 所有出貨量預計將成長 20% 到n編號由 2027.
LoRaWAN與NB-IoT比較圖
下面的比較圖突顯了 LoRaWAN 和 NB-IoT 在不同參數方面的主要差異.
| 羅拉萬 | 窄帶物聯網 | |
| 授權頻譜 | 不 | 是的 |
| 生態系統 | LoRa聯盟 | 3總計劃 |
| 覆蓋範圍 | 5-15 公里 | 1-10 公里 |
| 數據速率 | 降低 | 更高 |
| 潛伏 | 高的 | 低的 |
| 能量消耗 | 非常低 | 低的 |
| 支援設備移動性 | 是的 | 有限的 |
| 允許專用網路 | 是的 | 不 |
| 漫遊 | 受限制的 | 是的 |
| 成本 | 本地化部署較低 | 更高, 利用現有的蜂窩網絡 |
LoRaWAN 和 NB-IoT 的優缺點
雖然 LoRaWAN 和 NB-IoT 在低功耗廣域網路技術方面有一些相似之處, 它們在幾個關鍵方面存在顯著差異. 讓我們探討 LoRaWAN 和窄頻物聯網的突出優點和缺點:
LoRaWAN 的優點:
– 無與倫比的遠程能力 (取決於 15 公里)
– 極低的功耗, 10+ 電池壽命數年
– 私人和本地化網路部署
– 降低成本
– 開放標準和互通性
LoRaWAN 的缺點:
– 較低的數據速率, 不適合高頻寬應用
– 有限的服務品質和優先級管理
– 密集部署中的潛在幹擾
– 需要專用網關基礎設施
NB-IoT 的優點:
– 與 LoRaWAN 相比，數據速率更高
– 利用現有的蜂窩基礎設施實現廣泛的覆蓋範圍
– 提升服務品質與優先管理
– 蜂窩級安全性和可靠性
NB-IoT 的缺點:
– 更高的部署和營運成本
– 對蜂窩運營商和基礎設施的依賴
– 射程較短且室內穿透力有限
– 與 LoRaWAN 相比功耗更高
NB-IoT 和 LoRaWAN 的不同用例
羅拉萬 非常適合需要遠端通訊的應用, 室內深度滲透, 和超低功耗. 一些常見的用例包括:
- 智慧農業與精準農業 (土壤, 牲畜追踪, 微氣候)
- 智能公用事業 (水, 加熱, 氣體, 電)
- 智慧建築 (室內空氣品質, 佔用, 計量, 洩漏檢測)
- 智慧城市 (停車處, 街道照明, 廢物管理, 噪音水平, 紅綠燈, 車隊管理)
- 智慧工業 (工業設備健康監測, 節能減排
窄帶物聯網, 另一方面, 更適合需要更高數據速率的應用, 提升服務品質, 和更廣泛的覆蓋範圍. 一些潛在的用例包括:
- 具有即時數據傳輸的智慧公用事業監控 (電, 氣體, 水)
- 智慧醫療 (病人監護, 遠距醫療服務)
- 智慧製造與工業物聯網 (預見性維護, 資產追踪, 流程優化)
- 智慧城市 (交通管理, 大眾運輸工具, 環境監測)
- 智慧零售 (庫存管理, 資產追踪, 供應鏈可視性)
- 智慧農業 (精耕, 家畜, 灌溉)
- 智慧物流 (出貨追蹤, 冷鏈監控, 車隊管理)
LoRaWAN 與窄帶物聯網: 哪個更適合物聯網連接?
將 LoRaWAN 與 NB-IoT 標記為純粹的補充或競爭對手未免過於簡化. 它們的用例在某些領域可能重疊, 但每個都根據各自的優勢更適合不同的場景.
LoRaWAN閃耀鄉村, 沒有蜂窩網路覆蓋的偏遠地區. 它的射程遠, 未經許可的頻譜, 低功耗需求, 經濟高效的私有部署是關鍵優勢. 但你也可以在城市裡算出來 – 它可以處理智慧公用事業, 建築物, 工業物聯網, 你的名字. 其非 GPS 地理定位對於供應鏈和運輸追蹤等電池受限的移動用例也至關重要.
另一方面, NB-IoT 提供可靠, 更高的頻寬連線非常適合即時, 利用現有 4G/LTE 基礎設施的任務關鍵型物聯網應用. 這使其為智慧城市做好了準備, 連網車輛和工業用例, 尤其是在城市領域. 然而, 在沒有蜂窩網路覆蓋的農村地區，其較高的部署成本和對耗電的 GPS 的依賴可能會受到限制.
選擇取決於覆蓋範圍等需求, 帶寬, 功率限制, 流動性, 和成本. 而不是非此即彼, 基於優勢的策略部署可實現跨用例的強大物聯網生態系統.
西格福克斯怎麼樣
Sigfox 是另一個主要 LPWAN 參與者，與 LoRaWAN 和 NB-IoT 爭奪物聯網連接主導地位. 它在未經許可的頻譜中使用超窄帶技術. 突出的一點? 一個簡單的, 低電量, 低成本選項，非常適合需要偶爾發送小數據突發的應用程式. 目前採用率可能落後於 LoRa 和 NB-IoT, 但 Sigfox 已蔓延到 70 國家. 對於需要可靠的全球覆蓋的物流和供應鏈追蹤來說，這是一個熱門產品. Sigfox 脫穎而出的原因在於其無憂設置, 極高的電源效率，可實現多年的電池壽命, 和負擔能力. 它幾乎可以在任何位置傳輸微小的資料包 – 其更高數據速率 LPWAN 競爭對手所缺乏的能力.
關於 LoRaWAN 和 NB-IoT 的常見問題
問1: LoRaWAN和NB-IoT設備可以互相通訊嗎?
不, LoRaWAN 和 NB-IoT 是獨立的技術，無法直接相互通訊. 然而, 可以透過可以在兩種協定之間進行轉換的通用平台或網關將它們集成.
問2: 哪種技術比較安全, LoRaWAN 或 NB-IoT?
兩種技術都採用強大的安全機制, 但窄頻物聯網, 成為細胞生態系的一部分, 通常提供增強的安全功能和蜂窩級加密.
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