LPWAN三大亨:eMTC NB-IOT LoRa

为适应生活中的物联网常见的应用场景(如远程抄表、智慧停车、环境检测等),低功耗广域物联网LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)应际而生,经过不断的技术演进,NB-IoT、eMTC和LoRa三大技术脱颖而出,并且逐步建立了各自的生态环境。

根据LoRa联盟最新统计,截止至2018年3月,约100个国家和地区部署了LoRa网络。

LPWAN三大亨:eMTC NB-IOT LoRa

但LoRa在国内却鲜有新闻, 我们听到最多的就是NB-IoT和它的同胞兄弟eMTC,近期三大运营商在NB-IoT和eMTC上频频发力:

2017年5月,中国电信宣布在6月底建成全球首个全覆盖的NB-IoT商用网络,并率先开展NB-IoT商用放号。

2017年8月,中国联通宣布已在全国数十城市完成了NB-IoT试商用开通,全国300多个城市具备快速接入NB-IoT网络的能力。

2017年11月24日中国移动合作伙伴大会上,中国移动董事长尚冰宣布,中国移动已在全国346个城市启动NB-IoT网络建设。

同时三大运营商均表示将会加快eMTC的研发部署工作。

那么NB-IoT、eMTC和LoRa究竟有什么优缺点呢?

NB-IoT & eMTC

eMTC与NB-IoT都是在3GPP LTE R13版本中进行相关标准的规范, 同为窄带LTE技术标准,两者既有相似之处,也有一定差距。在应用选择方面,如果对语音、移动性、速率等有较高要求,则一般会选择eMTC技术;而如果对成本、覆盖等有较高要求,则可选择NB-IoT。因此,从一定角度来看,NB-IoT和eMTC是相互补充的。这里小编根据两者的特性做了一个对比:

LPWAN三大亨:eMTC NB-IOT LoRa

从上表可见,NB-IoT和eMTC各具优势,并在特性上有一定交集,但是在未来的应用场景上,必然会有一定差异。

LoRa

LoRa(Long Range)是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,从名字不难看出其最大的特点就是传输距离长,LoRa的诞生比NB-IoT和eMTC要早些,2013年8月,Semtech公司向业界发布了一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(Long Range,简称LoRa)的芯片。

LoRa主要在全球免费频段运行(即非授权频段)。LoRa网络主要由终端(内置LoRa模块)、网关(或称基站)、服务器和云四部分组成,应用数据可双向传输。

LPWAN三大亨:eMTC NB-IOT LoRa

虽然LoRa凭借远距离传输、易于部署等优势在国外发展的如火如荼,但是在国内的发展却略显冷清,其中原因也许可以从2017年12月13日工信部无线电管理局发布《微功率短距离无线电发射设备技术要求(征求意见稿)》中略窥一二,意见稿中指出“470-510MHz频段可作为民用无线电计量仪表使用频段,且限单频点使用,不能用于组网应用,占用带宽不得大于200kHz,发射功率最大值不得超过50mW(有效辐射功率)”。这无疑给运行在470-510MHz的LoRa宣布了“死刑”。

LPWAN三大亨:eMTC NB-IOT LoRa

总结:

eMTC不仅具备LPWAN的四大基本特性:广覆盖、海量连接、低功耗、低成本。另外,eMTC还具有四大差异性能力

(1)高速率,支持最高1Mbps的峰值速率,更高的速率使得eMTC能够支持更多的物联网应用场景,如:低速视频、语音等。

(2)移动性,支持移动状态下的连接,能够在终端移动状态下无缝切换,保证用户体验。

(3)可定位,基于TDD的eMTC可利用基站进行定位,从而满足物流追踪,终端定位等应用场景。

(4)支持语音,eMTC同时支持VoLTE语音,未来可广泛用于可穿戴设备中。

NB-IoT追求的是最低的成本,最长的续航时间,没有移动性、数据速率非常低,它比较适合于无移动性,小数据量,对时延不敏感,对成本很敏感,终端数量级大的应用,比如智能停车,智能灯杆,智能抄表等。为了满足更多的应用场景和市场需求,R14和后续版本将对NB-IoT进行一系列增强技术,包括增加了定位和多播功能,提供更高的数据速率,在非锚点载波上进行寻呼和随机接入,增强连接态的移动性,支持更低UE功率等级等。

在国外loRa凭借其低功耗、距离远、抗干扰,灵敏度高,成本低等优点, 使其在如农业信息化、环境监测、智能抄表、智能油田、车辆追踪、智慧工业、智慧城市、智慧社区等领域都发挥着重要作用。

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