Сравнителен анализ на LoRa и NB-IoT, кой е по-добър
LPWAN технологиите като LoRa осигуряват поддръжка на ниво комуникация за развитието на Интернет на нещата. В момента китайската вътрешна LPWAN индустрия е разделена главно на два лагера. NB-IOT се доближава все по-близо до мащабния бизнес, докато LoRa процъфтява навсякъде. Има много фактори, които трябва да се вземат предвид за приложенията, като цена на възел, цена на мрежата, живот на батерията, скорост на трансфер на данни (пропускателна способност), латентност, мобилност, покритие на мрежата и тип внедряване. Може да се каже, че нито една технология не може да отговори на всички нужди на IoT. Технологиите NB-IoT и LoRa имат различни технически и търговски характеристики, така че ще има различни сценарии на приложение. Тук ще бъде обяснена разликата между двете и ще бъдат обяснени подходящи сценарии на приложение за всеки.
В момента, от гледна точка на индустриалното развитие, се формира цялостна индустриална верига, състояща се от седем звена: чипове, модули, терминали, комуникационно оборудване, платформи, оператори и приложения. Редакторът е събрал част от NB-IoT и LoRa в Сравнителната диаграма на пазарната концентрация на всяка връзка, нека да разгледаме разликата между двете от тази гледна точка.
Честотни ленти, качество на услугата и цена
LoRa работи в нелицензирана честотна лента под 1GHz, така че няма допълнителна такса за приложение. NB-IoT и клетъчните комуникации използват лицензирани честотни ленти под 1GHz. Честотната лента между 500MHz и 1GHz е оптималният избор за комуникация на дълги разстояния, тъй като действителният размер и ефективност на антената са доста изгодни.
LoRaWAN използва безплатни нелицензирани честотни ленти и е асинхронен комуникационен протокол, който е най-добрият избор за захранване на батерията и ниска цена. Протоколите LoRa и LoRaWAN имат уникални характеристики при справяне с смущения, припокриване на мрежата, мащабируемост и т.н., но не осигуряват същото качество на услугата (QoS) като клетъчните протоколи. Съобщава се, че търгът на разрешената под-GHz честотна лента е повече от 500 милиона щатски долара за MHz. Клетъчните мрежи и NB-IoT не предлагат същия живот на батерията като LoRa поради опасения за качеството на услугата (QoS). Поради QoS и таксите за използване на високочестотната лента, клетъчните мрежи и NB-IoT се препоръчват за сценарии на приложения, които трябва да осигурят QoS. LoRa е добър избор, ако се предпочита ниска цена и голям брой връзки, както е показано на фигурата по-долу.
Живот на батерията и забавяне на връзката надолу
Концепцията за проектиране на клетъчна мрежа е оптимално използване на честотната лента, което съответно жертва цената на възела и живота на батерията. Напротив, възлите LoRaWAN са родени за ниска цена и дълъг живот на батерията и има определени недостатъци в използването на честотната лента.
Има два важни фактора, които трябва да се вземат предвид по отношение на живота на батерията, текущата консумация на възела (пиков и среден ток) и съдържанието на протокола. LoRaWAN е асинхронен ALOHA-базиран протокол, което означава, че възлите могат да спят дълго или кратко в зависимост от нуждите на конкретни сценарии на приложение, докато възлите на синхронни протоколи, като например клетъчни, трябва да бъдат редовно свързани в мрежа. Например, мобилните телефони на пазара вече трябва да се синхронизират с мрежата на всеки 1,5 секунди, когато работят. В NB-IoT тази синхронизация става по-рядка, но все още се случва редовно, което изразходва допълнителна енергия на батерията.
Модулацията в клетъчните мрежи е ефективно средство за пълно използване на честотните ленти, но не е ефективна от гледна точка на възел. Клетъчната модулация (OFDM или FDMA) изисква линеен предавател за генериране на модулирания сигнал, а линейният предавател изисква порядък по-голям пиков ток от нелинейната модулация, а по-високите пикови токове консумират повече енергия от батерията.
Но протоколът за синхронна комуникация има предимства по отношение на по-кратките забавяния на връзката надолу, докато NB-IoT може да осигури бързи скорости на трансфер на данни за приложения, които изискват голяма пропускателна способност. А клас B на LoRaWAN съкращава забавянето на комуникацията по връзката надолу чрез периодично (програмирано) събуждане на терминала за получаване на съобщения по връзката надолу.
Следователно NB-IoT може да бъде по-добър избор за приложения, които изискват честа комуникация, кратко забавяне или голям обем данни, както и за сценарии, които изискват по-ниска цена, по-дълъг живот на батерията и рядка комуникация. Кажете, че LoRa е по-добър.
Покритие на мрежата и времева линия за внедряване
Основното изискване за работа на възела е покритието на мрежата. Очевидно предимство за NB-IoT е, че внедряването на мрежата може да бъде осигурено чрез надграждане на съществуващи мрежови съоръжения, но това надграждане е ограничено до определени специфични 4G/LTE базови станции и по-висока цена. И това надграждане е подходящо само за градски райони, които вече имат 4G/LTE покритие, и не е подходящо за отдалечени или крайградски райони без 4G покритие.
Цялата индустриална верига на LoRa е сравнително зряла, а продуктите също са в състояние „готови за работа“. В същото време много страни по света са в процес или са завършили внедряване на национална мрежа. Основно предимство на индустриалната верига LoRa е, че членовете на всяка връзка имат автономия и някои големи компании планират да създадат хибриден бизнес модел за разгръщане на мрежи и приложения. Въпреки това индустриалната верига на NB-IoT ще бъде ограничена от честотни ленти и оператори.
Разходи за оборудване, мрежови разходи и хибридни модели
За крайните възли протоколът LoRaWAN е по-опростен от NB-IoT, по-лесен за разработване и по-подходящ и съвместим с микропроцесори. Механизмът на модулация и протоколът на NB-IoT са по-сложни, което изисква по-сложни схеми и повече разходи. В същото време NB-IoT се облага като 3GPP. На този етап данъкът за мобилен телефон е около $5, но това е твърде скъпо за IoT устройства и ако данъкът бъде намален бързо, това ще доведе до объркване на цените на пазара на мобилни комуникации, като мобилните телефони. Следователно как 3GPP организацията претегля данъчните въпроси на IoT и мобилната комуникация също е голям проблем.
Евтини, сравнително зрели модули LoRa вече могат да бъдат намерени на пазара и ще последват подобрени версии. LoRa Alliance няма твърде много ограничения за авторски права и данъци, което прави модула под $4 в индустриалната верига на LoRa много впечатляващ. Цената на модулите LoRa на пазара днес обикновено е 7-10 щатски долара, но с напредването на технологията 4-5 щатски долара не е голям проблем. И сега LTE модул е трудно да се намери за по-малко от $20.
В сравнение с традиционната мрежа от „желязна кула“, внедряването на IoT и LPWAN изисква използването на различни модели за намаляване на разходите и оперативните разходи. Разгръщането на LoRaWAN е по-евтино, тъй като може да се направи с помощта на традиционни клетъчни кули, индустриални базови станции или дори преносими домашни шлюзове. На този етап цената на базова станция в кула е около US$1,000, цената на индустриална базова станция е по-малко от US$500, а цената на домашен шлюз е само около US$100. Но за NB-IoT цената за надграждане на съществуващи 4G LTE базови станции се оценява консервативно на не по-малко от $15,000 всяка.