浅谈LoRa,LoRaWAN,NB-IoT三类物联网技术
目錄
- 一.概念
- 1.什么是LoRa?
- 2.什么是LoRaWAN?
- 3.什么是NB-IoT?
- 二.三者的區別和聯系
- 1.NB-IoT和LoRa
- 2.LoRa和LoRaWAN
一.概念
1.什么是LoRa?
LoRa即遠距離無線電(Long Range Radio)是創建長距離通信連接的物理層局域網無線調制技術,屬于CCS(線性調制擴頻技術)的一種,工作頻段范圍在Sub-1GHz以下。相較于傳統的FSK等技術,LoRa在保持低功耗的同時極大地增加了通訊距離,且具備抗干擾性強等特點。另外,LoRa調制擴散因子本質上是正交的。這意味著使用不同的傳播因子調制并同時在同一頻率信道上傳輸的信號不會相互干擾。相反,不同傳播因子的信號只是相互之間的噪聲。
2.什么是LoRaWAN?
LoRaWAN(Long Range Radio Wide Area Network)是基于LoRa的低功耗廣域網,它主要包括2個部分:通信協議和體系結構。它能提供一個:低功耗、可擴展、高服務質量、安全的長距離無線網絡。
借助于LoRa長距離的優勢,LoRaWAN采用星型無線拓撲,有效延長電池壽命、降低網絡復雜度和后續輕易擴展容量。它將網絡實體分成4類:End Nodes(終端節點)、Gateway(網關)、LoraWAN Server(LoRaWAN服務器)和Applicaton Server(用戶服務器):
在LoRaWAN的星型網絡中,星型拓撲通過網關將消息中繼到中央服務器,每個末端節點將數據傳輸到多個網關。然后網關將數據轉發到網絡服務器,在網絡服務器上執行冗余檢測,安全檢查和消息調度。 End Nodes使用單跳無線與一個或多個Gateway通信;Gateway通過標準IP鏈路(Ethernet、3G/GPRS和WiFi)與LoRaWAN Server通信;Gateway負責End Nodes和LoRaWAN Server信息的中繼:
3.什么是NB-IoT?
NB-IoT即窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things),NB-IoT構建于蜂窩網絡,只消耗大約180KHz的帶寬,使用License頻段,可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式,與現有網絡共存。可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低部署成本、實現平滑升級。
NB-Iot屬于廣域網的通訊技術,和我們的2G、4G一樣,需要通過電信運營商(電信、移動、聯通)的基站網絡才可以正常使用。NB-iot 不需要組網,是直接和云平臺通訊,可以單獨組成網絡使用。
二.三者的區別和聯系
1.NB-IoT和LoRa
1.技術特點不一樣:
NB-Iot屬于廣域網的通訊技術,和我們的2G、4G一樣,需要通過電信運營商(電信、移動、聯通)的基站網絡才可以正常使用。NB-iot 不需要組網,是直接和云平臺通訊,可以單獨組成網絡使用。
Lora是數據一種短距離的局域網無線通訊技術,和傳統的ASK、FSK、Zigbee等一樣,需要先組網,再通過網關的傳輸給云平臺。Lora產品很少單獨使用,一般是配合網關才可以正常使用。
2.應用場景不一樣:
NB-iot適合于獨立聯網的傳感器,例如,地磁,智能路燈,水表等。
Lora適合于局域網內組網,例如智能家居,安防報警,通過網關和云平臺通訊。
3.工作的原理不一樣:
NB-Iot通訊是電信網絡的技術上工作,所以NB-Iot通訊需要安裝NB物聯卡,而且NB-IoT的使用需要移動基站的支持,也就是NB-IoT網。不同的電信公司,其通訊的頻率不一樣,需要使用的NB物聯卡也不一樣。
LoRa是工作在免授權頻段的,不需要基站就可以 無需申請即可進行網絡的建設,網絡架構簡單,運營成本也低。
4.覆蓋的網絡不一樣
NB-IoT的覆蓋面更大。在郊區,利用LoRa技術,傳輸距離只能達到15千米,而利用NB-IoT技術,傳輸距離可達35千米。再比較偏遠的農村,因NB-IoT網絡無法部署,從而導致NB-IoT信號差,無法工作。所以LoRa就更加又優勢,我們可以根據自己的需求搭建自己的小局域網,這里的小局域網指的不是LoRaWan,可以根據自己的需求來自己定義。
5.成本不一樣有區別
BOM成本:NB-IoT 和LORA的比較接近,隨著市場的不斷的競爭,目前的NB-IoT模塊價格在15-25元。Lora模塊的成本大概在15-30元之間。
運行成本: NB-IoT因為是基于電信網絡工作的,設備需要安裝NB物聯卡,所以后續還需要和手機一樣,需要定期繳流量費,運營成本較高。但lora 和ASK,FSK 一樣,后續沒有額外的費用。
6.技術支持來源不一樣
Lora無線通訊的技術和專利,以及芯片制造,都是美國semtech公司壟斷。
Nb-IoT通訊的技術是由中國華為等一些企業主導,得到了電信運營商和電信設備服務商的支持。目前有著成熟完整的電信網絡生態系統。
NB-IoT 和LoRa的共同點和競爭,LoRa和NB-IoT都屬于低功耗的物聯網無線通訊,都支持低功耗,電池工作。而且在不同的工作環境下LoRa和NB-IoT可以互補,在NBIOT網絡比較差的偏遠地區,我們可以選擇LoRa局域網傳輸,再通過WIFI 或4G 發送給平臺。
2.LoRa和LoRaWAN
LoRa僅包含鏈路層協議,并且非常適用于節點間的P2P通信;同時,LoRa模塊也比LoRaWAN便宜一點;LoRaWAN也包含網絡層,因此可以將信息發送到任何已連接到云平臺的基站。只需將正確的天線連接到其插座,LoRaWAN模塊就可以以不同的頻率工作。
LoRaWAN指的是MAC層的組網協議。而LoRa只是一個物理層的協議。雖然現有的LoRaWAN組網基本上都使用LoRa作為物理層,但是LoRaWAN的協議也列出了在某些頻段也可以使用GFSK作為物理層。從網絡分層的角度來講,LoRaWAN可以使用任何物理層的協議,LoRa也可以作為其他組網技術的物理層。事實上有幾種與LoRaWAN競爭的技術在物理層也采用了LoRa。
**LoRaWAN不適合專用網絡的解決方案,**目前它的確更適合于公共廣域網絡。LoRaWAN的初衷是提供:區域、國家或全球的物聯網。其根本原因在于在LoRaWAN中,所有頻道都調到相同的頻率,并且在單一區域最好只有一個網絡操作以避免碰撞問題。而LoRa更適合專用網絡。因為他是在局域網工作的。
總結
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