LoRan ja NB-IoT: n vertaileva analyysi, joka on parempi
LoRan kaltaiset LPWAN-teknologiat tarjoavat viestintätason tukea esineiden internetin kehittämiseen. Tällä hetkellä Kiinan kotimainen LPWAN-teollisuus on jaettu pääasiassa kahteen leiriin. NB-IOT on yhä lähempänä laajamittaista liiketoimintaa, kun taas LoRa on kukoistanut kaikkialla. Sovelluksissa on otettava huomioon monia tekijöitä, kuten solmukustannukset, verkkokustannukset, akun kesto, tiedonsiirtonopeus (siirtonopeus), viive, liikkuvuus, verkon kattavuus ja käyttöönoton tyyppi. Voidaan sanoa, että mikään yksittäinen tekniikka ei voi vastata kaikkiin IoT: n tarpeisiin. NB-IoT- ja LoRa-tekniikoilla on erilaiset tekniset ja kaupalliset ominaisuudet, joten sovellusskenaarioita on erilaisia. Näiden kahden välinen ero selitetään tässä, ja kummankin sopivat sovellusskenaariot selitetään.
Tällä hetkellä teollisen kehityksen näkökulmasta on muodostettu täydellinen teollisuusketju, joka koostuu seitsemästä linkistä: siruista, moduuleista, päätelaitteista, viestintälaitteista, alustoista, operaattoreista ja sovelluksista. Toimittaja on kerännyt palan NB-IoT: tä ja LoRaa vertailukaavioon kunkin linkin markkinoiden keskittymisestä, katsotaanpa näiden kahden välistä eroa tästä näkökulmasta.
Taajuuskaistat, palvelun laatu ja kustannukset
LoRa toimii alle 1 GHz: n lisensoimattomalla taajuusalueella, joten sovelluksesta ei veloiteta lisämaksua. NB-IoT ja mobiiliviestintä käyttävät alle 1 GHz:n lisensoituja taajuuskaistoja. Taajuusalue välillä 500MHz ja 1GHz on optimaalinen valinta kaukoviestintään, koska antennin todellinen koko ja tehokkuus ovat melko edullisia.
LoRaWAN käyttää ilmaisia lisensoimattomia taajuuskaistoja ja on asynkroninen viestintäprotokolla, joka on paras valinta akkuvirralle ja alhaisille kustannuksille. LoRa- ja LoRaWAN-protokollilla on ainutlaatuiset ominaisuudet häiriöiden käsittelyssä, verkon päällekkäisyydessä, skaalautuvuudessa jne., Mutta ne eivät tarjoa samaa palvelun laatua (QoS) kuin matkapuhelinprotokollat. On raportoitu, että valtuutetun sub-GHz-taajuusalueen huutokauppa on yli 500 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria MHz: tä kohti. QoS: n ja korkean taajuuden käyttömaksujen vuoksi matkapuhelinverkkoja ja NB-IoT: tä suositellaan sovellusskenaarioihin, joiden on varmistettava QoS. LoRa on hyvä valinta, jos edulliset kustannukset ja suuri määrä yhteyksiä ovat edullisia, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.
Akun kesto ja Downlink-viive
Matkapuhelinverkon suunnittelun käsite on optimaalinen taajuuskaistan käyttö, joka uhraa solmun kustannukset ja akun käyttöiän vastaavasti. Päinvastoin, LoRaWAN-solmut syntyvät edulliseen hintaan ja pitkään akun kestoon, ja taajuuskaistan käytössä on tiettyjä puutteita.
Akun keston kannalta on otettava huomioon kaksi tärkeää tekijää, solmun nykyinen kulutus (huippu- ja keskivirta) ja protokollan sisältö. LoRaWAN on asynkroninen ALOHA-pohjainen protokolla, mikä tarkoittaa, että solmut voivat nukkua pitkään tai lyhyeksi tiettyjen sovellusskenaarioiden tarpeiden mukaan, kun taas synkronisten protokollien solmut, kuten matkapuhelin, on verkotettava säännöllisesti. Esimerkiksi markkinoilla olevien matkapuhelinten on nyt synkronoitava verkon kanssa 1,5 sekunnin välein työskennellessään. NB-IoT: ssä tämä synkronointi vähenee, mutta tapahtuu edelleen säännöllisesti, mikä kuluttaa lisää akkuvirtaa.
Modulaatio matkapuhelinverkoissa on tehokas tapa hyödyntää täysimääräisesti taajuuskaistoja, mutta se ei ole tehokas solmun näkökulmasta. Solumodulaatio (OFDM tai FDMA) vaatii lineaarisen lähettimen moduloidun signaalin tuottamiseksi, ja lineaarinen lähetin vaatii suuruusluokkaa enemmän huippuvirtaa kuin epälineaarinen modulaatio, ja korkeammat huippuvirrat kuluttavat enemmän virtaa akusta .
Synkronisella viestintäprotokollalla on kuitenkin etuja lyhyempien laskulinkkiviiveiden suhteen, kun taas NB-IoT voi tarjota nopeita tiedonsiirtonopeuksia sovelluksille, jotka vaativat suurta tiedonsiirtonopeutta. LoRaWANin B-luokka lyhentää downlink-viestinnän viivettä herättämällä päätelaitteen ajoittain (ohjelmoidusti) vastaanottamaan downlink-viestejä.
Siksi NB-IoT voi olla parempi valinta sovelluksiin, jotka vaativat usein viestintää, lyhyttä viivettä tai suurta datamäärää, ja skenaarioihin, jotka vaativat alhaisempia kustannuksia, suurempaa akun käyttöikää ja harvinaista viestintää Say LoRa on parempi.
Verkon kattavuus ja käyttöönoton aikajana
Solmun toiminnan olennainen vaatimus on verkon kattavuus. NB-IoT:n ilmeinen etu on se, että verkon käyttöönotto voidaan tarjota päivittämällä olemassa olevia verkkotoimintoja, mutta tämä päivitys rajoittuu tiettyihin tiettyihin 4G/LTE-tukiasemiin ja korkeampiin kustannuksiin. Ja tämä päivitys sopii vain kaupunkialueille, joilla on jo 4G / LTE-kattavuus, eikä se sovellu syrjäisille tai esikaupunkialueille, joilla ei ole 4G-kattavuutta.
LoRan koko teollisuusketju on suhteellisen kypsä, ja tuotteet ovat myös "valmiita menemään". Samaan aikaan monet maat ympäri maailmaa ovat parhaillaan toteuttamassa tai ovat saaneet päätökseen valtakunnallisen verkon käyttöönoton. LoRa-teollisuusketjun merkittävä etu on, että kunkin linkin jäsenillä on autonomia, ja jotkut suuret yritykset suunnittelevat hybridiliiketoimintamallin luomista verkkojen ja sovellusten käyttöönottoon. Taajuuskaistat ja operaattorit rajoittavat kuitenkin NB-IoT-teollisuusketjua.
Laitekustannukset, verkkokustannukset ja hybridimallit
Loppusolmujen osalta LoRaWAN-protokolla on yksinkertaisempi kuin NB-IoT, helpompi kehittää ja sopivampi ja yhteensopivampi mikroprosessorien kanssa. NB-IoT: n modulaatiomekanismi ja protokolla ovat monimutkaisempia, mikä vaatii monimutkaisempia piirejä ja enemmän kustannuksia. Samalla NB-IoT: tä verotetaan kuten 3GPP: tä. Tässä vaiheessa matkapuhelimen vero on noin 5 dollaria, mutta tämä on liian kallista IoT-laitteille, ja jos veroa alennetaan hätiköidysti, se aiheuttaa hintahäiriöitä matkaviestintämarkkinoilla, kuten matkapuhelimissa. Siksi se, miten 3GPP-organisaatio punnitsee IoT: n ja matkaviestinnän verokysymyksiä, on myös suuri ongelma.
Edullisia, suhteellisen kypsiä LoRa-moduuleja löytyy jo markkinoilta, ja päivitetyt versiot seuraavat. LoRa Alliancella ei ole liikaa tekijänoikeuksien ja verojen rajoituksia, mikä tekee moduulista alle 4 dollaria LoRa-teollisuusketjussa erittäin vaikuttavaksi. LoRa-moduulien hinta markkinoilla tänään on yleensä 7-10 Yhdysvaltain dollaria, mutta teknologian kypsyessä 4-5 Yhdysvaltain dollaria ei ole suuri ongelma. Ja nyt LTE-moduulia on vaikea saada alle 20 dollarilla.
Perinteiseen "rautatorniverkkoon" verrattuna IoT: n ja LPWAN: n käyttöönotto edellyttää eri mallien käyttöä menojen ja käyttökustannusten vähentämiseksi. LoRaWAN-käyttöönotto on halvempaa, koska se voidaan tehdä perinteisillä solutorneilla, teollisilla tukiasemilla tai jopa kannettavilla kotikäytävillä. Tässä vaiheessa tornitukiaseman hinta on noin 1 000 dollaria, teollisen tukiaseman hinta on alle 500 dollaria ja kotiyhdyskäytävän hinta on vain noin 100 dollaria. Mutta NB-IoT: lle nykyisten 4G LTE -tukiasemien päivittämisen hinnan arvioidaan varovaisesti olevan vähintään 15 000 dollaria.