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物联网通信协议纷争 LoRa与NB-IoT对比

2018年04月16日 15:10 次阅读

随着互联网的迅速发展,越来越多的信息孤岛已经实现了联通,在此基础上,实现万物互联已经不再是遥不可及的梦想。不知不觉间,我们在生活中已经开始接触物联网的相关技术甚至是产品。

下面我将针对物联网场景中的一些通信协议和大家做一个简单的分享,希望能给大家带来更多启发。

物联网通信协议纷争 LoRa与NB-IoT对比

本文思维导图概览

物联网的基本架构包括三个层面:感知层、网络层和应用层。

物联网通信协议纷争 LoRa与NB-IoT对比

物联网架构图

感知层通过传感器采集某些数据(声、光、电等),基于网络层的终端模组,对接到网络层的基站,实现数据采集后的传输。

网络层负责将感知层采集的数据进行回传,基于不同特点采用不同的通信协议技术进行回传至关重要,这也是本文重点所讨论的内容。

应用层可以理解为物联网的数据平台和业务平台。数据平台作为所有物联网终端数据的集合点,负责数据的统一存储、分析等,北向通过标准的API接口提供给业务平台做数据调用;业务平台基于数据平台的原始数据实现各种业务逻辑,对外呈现的是服务。

其中,聚焦于网络层的通信协议,则是群雄逐鹿,百家争鸣。

当下最流行的Wi-Fi技术数据传输速度飞快,尤其802.11ax技术即将诞生,理论上8条流不是梦。然而伴随速度的提升,耗电量急剧增大,且传输距离也成为难题,长距离传输需要每隔一定距离放一个AP进行桥接,这必将大幅提升成本。因此,Wi-Fi技术更适合供PC及PDA等终端应用的室内无线上网场景。

蓝牙技术与Wi-Fi在2.4G频段上有交接,所以同频段会有一些干扰问题的产生。蓝牙的耗电情况比Wi-Fi稍微低一些, 而传输速度远不及Wi-Fi。在资产追踪、定位标签以及医疗传感器等场景下应用较多,如智能手表,蓝牙定位等。

Zigbee技术的功耗比较小,通信距离也比较短,是一种短距离低功耗的技术,主要应用于无线传感器及医疗场景等。

UWB超宽带技术频段较为干净,没有其他频段的干扰,在高精度定位的场景下应用更多。

物联网通信协议纷争 LoRa与NB-IoT对比

通信协议对比

以上技术更适合近距离场景的数据传输,那么在远距离场景下又有哪些技术呢?

运营商提供的4G网络,是人们生活中应用最多的,甚至超过Wi-Fi。它可以做到长距离传输,无论在室内还是室外,速度都很可观。这种技术看起来很优越,但其功耗较大,只能应用于终端可自取电的物联网场景,如某公司的共享单车,利用太阳能电池板进行取电。

在远距离场景下,如果终端不能解决供电问题,那么需要一种具有更低功耗,覆盖范围更大的技术来满足这个场景下的物联网通信需求。于是在业务和技术的驱动下,一些专家和企业为了解决这个问题,研究出一种新型的通信技术——LPWAN,即低功耗广域网技术。

LPWAN的目标是为物联网应用中的M2M(设备到设备)通信场景而优化的远距离无线网络通讯技术。LPWAN技术的优势主要体现在:低速率、超低功耗、长距离、低吞吐、强覆盖。这些特点恰好说明,此项技术正是针对物联网在长距离传输的场景下开发的。具体应用如:城区覆盖、远程抄表、井盖检测以及近海渔船检测等。

物联网通信协议纷争 LoRa与NB-IoT对比

LPWAN技术特点

LPWAN作为一个新的技术阵营,其内部分为两大派系:授权频段和非授权频段。授权频段又分为EC-GSM、eMTC以及NB-IoT;而非授权频段的“头牌”则是LoRa。

 EC-GSM

随着LPWAN的兴起,传统的GRPS应用于物联网的劣势愈发明显。2014年,3GPP研究项目提出,将窄带(200kHz)物联网技术迁移到GSM上,寻求比传统GPRS高20dB的更广的覆盖范围,并提出五大目标:提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延。到了2015年,TSG GERAN #67会议报告表示,EC-GSM已满足5大目标。但随着R13 NB-IoT标准冻结之后,人们将更多精力投入到了重新定义的标准当中。

eMTC

eMTC的概念在R13中被正式命名,以前的R12被称为Low-Cost MTC,它是基于LTE演进的物联网技术。eMTC基于蜂窝网进行部署,用户设备通过支持1.4MHz的射频和基带带宽,可直接接入现有的LTE网络。eMTC的关键能力在于速率高(相较于GPRS、zigbee等)、可移动、可定位以及支持语音。。

 NB-IoT

最近特别火热的NB-IoT其实是NB-CIoT和NB-LTE两者的融合。NB-CIoT提出了全新的空口技术,较传统LTE网络改动较大,他满足于TSG GERAN#67会议上提出的五大目标,其亮点在于通信模块成本低于GSM及NB-LTE的模块。而NB-LTE则与现有的LTE兼容,特点是利于部署。在激烈的争论后,终于对两者加以融合,形成了NB-IoT的技术标准。

NB-IoT全称为窄带物联网,可以直接部署于LTE网络,良好的兼容性降低了部署的成本。其本身具有更低的功耗,理论上估算,承载NB-IoT的终端模组基于电池的待机时间可达10年之久。模块成本的降低,也让市场更多的公司开始应用这项技术,风靡全国的共享单车就是其一。某公司第三代的智能锁就采用了NB-IoT的模组,一方面是运营商的大力推广,另一方面也确实带来了价值。

LoRa

与NB-IoT齐头并进发展的就是LoRa,与之不同的是LoRa技术使用非授权频段。它是由Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术。LoRa全称是Long Range,顾名思义,LoRa可以支持长距离传输。在中国,LoRa可以使用的频段有两个:CN779-787以及CN470-CN510。由于CN779-787最大发射功率只有10dBm(10mW),并没有“实用”的价值。所以人们更青睐于CN470-CN510这个频段,它的最大发射功率可以达到17dBm(50mW)。

类比于Wi-Fi联盟,LoRa也有对应的LoRa联盟,旨为共同建立标准和规范,LoRaWAN就是这样的产物。

物联网通信协议纷争 LoRa与NB-IoT对比

LoRa与NB-IoT对比

基于成本的考虑,LoRa的模组单价在8-10美元左右,而且非授权频段也不需要支付额外的频谱成本,相比于NB-IoT而言,成本方面具有较大优势。在电池性能方面,由于NB-IoT在蜂窝授权频谱上工作,所以需要定时进行网络同步,会消耗相应的电量,而LoRa则无此担忧,但NB-IoT的这个特性也受到共享单车的热烈欢迎,可以基于此来做车辆的实时定位工作。另外,从商业模式上来看,NB-IoT属于运营商建网,业务方不需要自己来考虑基站的部署,比较省心;但与此同时,网络的质量、安全都是不可控的风险,且企业自身的增值也会受到一定阻碍。反观LoRa,属于企业自建网络,基站需自己部署,后续需自己运维、优化等,覆盖的点位、网络质量及安全等维度都要自己负责。

截止目前,没有哪个物联网技术能够成为真正的主流,对技术本身而言,没有绝对的完美;从业务出发,更是需要结合业务特点、商业模式去选择更适合的物联网技术。

物联网技术的发展伴随各方“豪杰”群雄逐鹿,未来会不会三足鼎立或由新的势力一统天下,让我们拭目以待。

以上是关于物联网中-物联网通信协议纷争:群雄逐鹿 百家争鸣的相关介绍,如果想要了解更多相关信息,请多多关注eeworld,eeworld电子工程将给大家提供更全、更详细、更新的资讯信息。
 

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NB-IoT芯片模块供货商芯讯通在兰州使用的智能水表中,有效营运1.5万台,每台水表每2天透过NB-...

发表于 2018-04-11 11:14 290次阅读
NB-IoT落地助推智慧水表,生活及农业用水带动...

微软宣布在未来四年投资50亿美元用于物联网(Io...

4月5日,微软宣布在未来四年投资50亿美元用于物联网(IoT)领域,将支持其技术平台持续创新,包括创...

发表于 2018-04-11 10:03 546次阅读
微软宣布在未来四年投资50亿美元用于物联网(Io...

ACRN之InterruptWindow功能正确...

Intel提供了一种InterruptWindow机制来解决这个问题,该机制的原理是:配置了Inte...

发表于 2018-04-11 09:27 255次阅读
ACRN之InterruptWindow功能正确...

又一个物联网安全漏洞 连接WiFi的LED灯泡也...

Context InformationSecurity 发布声明警告所有物联网相关公司表示,由 LI...

发表于 2018-04-11 07:48 286次阅读
又一个物联网安全漏洞 连接WiFi的LED灯泡也...

严肃又性感的科技圈总在变天,有的技术一夜兴起,也...

近几年,工业4.0的概念时常伴随着世界各大经济论坛、科技论坛出现,其他几个也很熟悉科技名词新贵还有:...

发表于 2018-04-10 16:44 438次阅读
严肃又性感的科技圈总在变天,有的技术一夜兴起,也...

纳芯微为满足物联网应用而推出NSA(C)2862...

纳芯微电子NSA(C)2862低功耗型传感器信号调理芯片正是为满足物联网应用而推出的。该产品在工业压...

发表于 2018-04-10 15:54 426次阅读
纳芯微为满足物联网应用而推出NSA(C)2862...

四大通信设备厂商发布成绩单,几家欢喜几家愁

随着前不久华为正式发布2017年年报,至此,四大通信设备厂商——华为、爱立信、诺基亚、中兴的2017...

发表于 2018-04-10 14:57 460次阅读
四大通信设备厂商发布成绩单,几家欢喜几家愁

物联网正在各个细分领域掀起一轮新的变革

无人机可以是一个移动的传感器,并能出现在农场的任何一个地方。农民可以利用它监测农作物生长,进行土壤分...

发表于 2018-04-10 14:54 396次阅读
物联网正在各个细分领域掀起一轮新的变革

工业/农业领域需求爆发,2018年NB-IoT开...

通过参与垂直行业大量的应用案例,移远通信总结出NB-IoT的第一波应用是由政府层面推动的智能水气电表...

发表于 2018-04-10 14:35 308次阅读
工业/农业领域需求爆发,2018年NB-IoT开...

Semtech的LoRa技术作为领先物联网(Io...

高性能模拟和混合信号半导体及先进算法领先供应商Semtech Corporation(NASDAQ:...

发表于 2018-04-10 12:35 1740次阅读
Semtech的LoRa技术作为领先物联网(Io...

智能物联网呈现三层次,2020年设备数量将达20...

据前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》初步估算,...

发表于 2018-04-10 10:45 458次阅读
智能物联网呈现三层次,2020年设备数量将达20...

构建物联网卡产业生态系统,形成物联网卡总体结构和...

国内最大的物联卡交易平台:物联卡之家指出,物联网卡平台企业一般都是轻资产模式,主要负责产品研发和市场...

发表于 2018-04-10 10:41 387次阅读
构建物联网卡产业生态系统,形成物联网卡总体结构和...

IoT能带来的益处产生迷思,整理常见的五大IoT...

多数人一听到「物联网」就会直觉想到连网冰箱、连网空调等智能家电,但IoT最大的机会出现在商业现场,如...

发表于 2018-04-10 10:00 203次阅读
IoT能带来的益处产生迷思,整理常见的五大IoT...

为了应对物联网威胁,全球物联网安全支出高达15亿...

Gartner研究总监Ruggero Contu表示,在物联网项目中,企业机构通常无法掌控被智能联网...

发表于 2018-04-10 09:55 451次阅读
为了应对物联网威胁,全球物联网安全支出高达15亿...

大数据、物联网和云计算相互关联,共同发展

在近段时间,大数据在各个场合高频率出现,而之所以将大数据技术放在如此重要的地位,是因为大数据能够广泛...

发表于 2018-04-10 08:14 143次阅读
大数据、物联网和云计算相互关联,共同发展

智能物联网世界将呈现三个层次,智能为王or服务为...

以智能音箱为例,基于语音识别等智能技术,其能够识别并理解用户说出的内容,进而提供天气预报、叫车、家居...

发表于 2018-04-09 17:51 523次阅读
智能物联网世界将呈现三个层次,智能为王or服务为...

智慧城市建设的国际趋势与核心要素分析

根据相关部门对现有智慧城市做的定量评价工作,按满分100分算,中国所有地级以上城市平均分只有58分,...

发表于 2018-04-09 17:45 648次阅读
智慧城市建设的国际趋势与核心要素分析

未来互联网十大趋势 移动支付和数字资产排名第一

机器学习算法已经是我们日常生活的一个重要组成部分,从过滤垃圾邮件到提升搜索效率都有它的身影。面对指数...

发表于 2018-04-09 17:17 597次阅读
未来互联网十大趋势 移动支付和数字资产排名第一

语音控制为智能家居市场注入活水

智能家居或是语音控制标准的收敛之外,还是得考虑现阶段语音控制技术仍有哪些技术上的不足与未来发展,才能...

发表于 2018-04-09 15:16 537次阅读
语音控制为智能家居市场注入活水

2018年物联网策略报告:物联网一块万亿级新蛋糕

胡晓明:互联网的下半场是将整个物理世界数字化,道路、汽车、森林、河流、厂房……甚至一个垃圾桶都会被抽...

发表于 2018-04-09 15:03 393次阅读
2018年物联网策略报告:物联网一块万亿级新蛋糕

微软为什么投入物联网?微软在物联网领域早有布局

微软在去年即已推出Microsoft IoT Central平台。微软物联网中心是第一个高度可扩展的...

发表于 2018-04-09 14:58 557次阅读
微软为什么投入物联网?微软在物联网领域早有布局

让智能家居与智能社会更有实际意思的落地应用

由于传感器和芯片技术的的发展,再加之移动互联网也在快速普及且愈发成熟,目前用户对智能家居的需求不断被...

发表于 2018-04-09 14:54 403次阅读
让智能家居与智能社会更有实际意思的落地应用

如何让自己成为日新月异的物联网技术参与者

为了支持这些应用技术,规划中提到的关于物联网技术应用包括:基于LoRa的低功耗网络、覆盖全城的免费高...

发表于 2018-04-09 09:07 375次阅读
如何让自己成为日新月异的物联网技术参与者

评估三家运营商的物联网的发展态势及布局选择

在开始之前,我们按惯例先从物联网、IoT、eMTC等关键词出现频次上感受下差异:中国联通从半年报的7...

发表于 2018-04-08 17:06 367次阅读
评估三家运营商的物联网的发展态势及布局选择

未来所有行业将无一能逃过被机器人支配,事实真的如...

伴随着人工智能不断发展,“无人XX”产品、应用也陆续出现在日常生活中,它们运用人脸识别、遥感、物联网...

发表于 2018-04-08 16:57 754次阅读
未来所有行业将无一能逃过被机器人支配,事实真的如...

百家争鸣 智能物联网应用未来如何发展

发表于 2018-04-08 16:17 200次阅读
百家争鸣   智能物联网应用未来如何发展

是什么让物联网卡变得如此火?

发表于 2018-04-04 10:31 266次阅读
是什么让物联网卡变得如此火?

全球物联网设备将超百亿,物联网卡需求与日俱增

发表于 2018-04-03 11:30 359次阅读
全球物联网设备将超百亿,物联网卡需求与日俱增

无线模块指标测试资料,简化测试方法

发表于 2018-03-29 11:11 243次阅读
无线模块指标测试资料,简化测试方法

如何用433M实现自组网

发表于 2018-03-25 13:36 259次阅读
如何用433M实现自组网

【报名】2018年STM32中国峰会(深圳,4月25-26日)

发表于 2018-03-05 16:15 1262次阅读
【报名】2018年STM32中国峰会(深圳,4月25-26日)

Zigbee和WiFi那么好用,LoRa又有什么优势呢?

发表于 2018-03-01 09:33 714次阅读
Zigbee和WiFi那么好用,LoRa又有什么优势呢?

消费物联网还得看中国!您怎么看?一起讨论~

发表于 2018-02-28 11:48 833次阅读
消费物联网还得看中国!您怎么看?一起讨论~