一 : LoRa与NB-IoT有什么区别？LoRa无线与NB-IoT全面对比解析
LoRa与NB-IoT是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。不过两者之间到底有什么区别和不同？谁又将更胜一筹占领LPWAN制高点？
物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗广域网）也快速兴起。NB-IoT与LoRa是其中的典型代表，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。
这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点，都适合低功耗物联网应用，都在积极扩建自己的生态系统。可是，
这两者之间到底有什么区别和不同？
有什么重叠或不同的应用范围？
两者之间是你死我活的互相替代关系
还是你有我无的互补关系？
接下来我们将会陆续推出广域物联网通信技术专题文章，介绍LoRa和NB-IoT和两种技术、各自生态以及对两者进行对比。
LoRa：易于建设和部署的低功耗广域物联技术
LoRa的诞生比NB-IoT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。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm，与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比，最高的接收灵敏度改善了20db以上，这确保了网络连接可靠性。
它使用线性调频扩频调制技术，即保持了像FSK（频移键控）调制相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了干扰，即不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰，因此在此基础上研发的集中器/网关（Concentrator/Gateway）能够并行接收并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量。
图1：LoRa技术特点
线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年，因为其可以实现长通信距离和干扰的鲁棒性，而LoRa是第一个用于商业用途的低成本实现。随着LoRa的引入，嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。这一技术改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量、低成本的通讯系统。
LoRa主要在全球免费频段运行（即非授权频段），包括433、868、915 MHz等。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。如图2所示。
图2：LoRa网络架构
LoRa的优势主要体现在以下几个方面：
1---大大的改善了接收的灵敏度，降低了功耗
高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里（与环境有关）。其接收电流仅10mA，睡眠电流200nA，这大大延迟了电池的使用寿命。
2---基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据速率的并行处理，系统容量大。
如图2所示，网关是节点与IP网络之间的桥梁（通过2G/3G/4G或者Ethernet）。每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信（假设每次发送10Bytes，网络占用率10%）。如果把网关安装在现有移动通信基站的位置，发射功率20dBm（100mW），那么在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右，而在密度较低的郊区，覆盖范围可达10公里。
3---基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位。
LoRa对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI（Received Signal Sterngth Ind-ication），而定位则基于多点（网关）对一点（节点）的空中传输时间差的测量。其定位精度可达5m（假设10km的范围）。
这些关键特征使得 LoRa技术非常适用于要求功耗低、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用，如智能抄表、智能停车、车辆追踪、宠物跟踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧社区等等应用和领域。
表：LoRa关键特性和优势
| 关键特征 | 优势 |
|---|---|
| 157db链路预算 | 远距离 |
| 距离＞15km | |
| 最小的基础设施成本 | 易于建设和部署 |
| 使用网关/集中器扩展系统容量 | |
| 电池寿命>10年 | 延长电池寿命 |
| 接收电流10mA，休眠电流<200nA | |
| 免牌照的频段 | 低成本 |
| 基础设施成本低 | |
| 节点/终端成本低 |
应用：国外如火如荼，国内略显冷清
一种通讯技术要实现大规模商业化，除技术本身要有特定的优势外，还需要背后阵营强力支持，其中产业联盟就是一股强大的推动力量，LoRa也不例外。
2015年3月LoRa联盟宣布成立，这是一个开放的、非盈利性组织，其目的在于将LoRa推向全球，实现LoRa技术的商用。该联盟由Semtech牵头，发起成员还有法国Actility，中国AUGTEK和荷兰皇家电信KPN等企业，到目前为止，联盟成员数量达330多家，其中不乏IBM、思科、法国Orange等重量级厂商。
LoRa的产业链中（包括终端硬件产商、芯片产商、模块网关产商、软件厂商、系统集成商、网络运营商）的每一环均有大量的企业，构成了LoRa的完整生态系统，促使了LoRa的快速发展与生态繁盛。
图3：LoRa产业链中的厂家
目前LoRa网络已经在世界多地进行试点或部署。据LoRa联盟年初的数据是有9个国家开始建网，56个国家开始进行试点；截至目前最新公布的数据，已经有17个国家公开宣布建网计划，120多个城市地区有正在运行的LoRa网络，如美国、法国、德国、澳大利亚、印度等等国家，荷兰、瑞士、韩国等更是部署或计划部署覆盖全国的LoRa网络。
图4：法国电信运营商Bouygues部署连接百万设备量的LoRa网络
LoRa技术在国外发展如火如荼。不过就国内来看，LoRa的应用似乎并不多，目前可看到的公开应用是国内AUGTEK公司在京杭大运河开展的LoRa网络建设，据悉目前已经完成江苏段的全线覆盖。
其实国内从事LoRa模块和方案开发的厂商并不少，除AUGTEK，还有洲斯物联、思创汇连、普天通达、八月科技、NPLink、门思科技、利尔达、通感微电子、上海雍敏、武汉拓宝、博大光通、唯传科技、三凡信息等等众多公司。
LoRa易于建设和部署，得到越来越多国内公司的关注和跟进。例如深圳通感微电子有限公司成立了专门的项目组从事LoRa模块、网关和整体方案的开发。据该公司介绍，通感微做了不少相关LoRa的项目，例如可实时显示停车位分布状况的停车场监控系统（图5）、实现无线土壤检测的智能农业系统（图6）、防止盗猎的南非Kruger国家公园犀牛保护项目（图7）等。
这些项目的部署时间都非常快，例如上述的停车监控系统，覆盖面积10km*10km，部署了6个LoRa网关，支持终端规模3000个，部署时间仅需两周。不过这些项目都是为国外而开发的，刘文上表示他们今年才在国内开展一些项目。
图5：成功案例-停车场监控
图6：成功案例-智能农业
图7：成功案例-犀牛保护项目
疑问：后起之秀NB-IoT将导致LoRa消亡？
随着今年6月份NB-IoT的标准冻结，近来备受瞩目的NB-IoT的规模化商用的基础终于落实。普遍认为2017年将是NB-IoT网络商用的元年。
作为华为和众多运营商力推的低功耗广域网技术，NB-IoT一经推出就受到了业内的广泛关注，LoRa和NB-IoT之争的话题不曾间断。Nb-iot联盟成员之一的沃达丰，其某位高管甚至公开表示了“NB-IoT将导致LoRa消亡”的观点。
面对这样一个有强劲后台的后起之秀，LoRa真的会被其取代吗？
从技术上看，两者之间其实并没有太大的优劣式之分，从应用范围上来看，两者其实很多都是一样的。区别在于，NB-IOT采用的是运营商统一部署覆盖全国的网络进行收费运营的方式，而LoRa可以让企业搭建属于自己的网络实现业务运营。虽然NB-IoT受到了运营商的强力支持，不过并不代表LoRa就会被轻易取代。
“LoRa相对NB-IoT的好处是已经有成熟的商用，而NB-IoT才刚刚开始。LoRa和NB-IoT的应用可能会有很多重叠，不过NB-IoT是由运营商来主导，要用到运营商的网络，因此数据是先上到运营商那里，许多企业或许不愿意把自己的数据给到别人，所以这些企业宁愿部署自己的私有物联网络，这时候用LoRa就很合适。”
表：NB-IoT与LoRa技术参数对比
Nb-IoT | LoRa | |
|---|---|---|
| 技术特点 | 蜂窝 | 线性扩频 |
| 网络部署 | 与现有蜂窝基站复用 | 独立建网 |
| 频段 | 运营商频段 | 150 MHz 到 1 GHz |
| 传输距离 | 远距离 | 远距离（1-20km） |
| 速率 | <100kbps | 0.3-50kbps |
| 连接数量 | 200k/cell | 200k-300k/hub |
| 终端电池工作时间 | 约10年 | 约10年 |
| 成本 | 模块5-10$ | 模块约5$ |
最终谁发展得好，主要看背后的阵营的推动力量以及国家的政策。
二 : 有源RFID，未来有望与NB-IoT融合
众所周知，RFID技术可分为无源RFID和有源RFID，其中，有源RFID产品是最近几年慢慢发展起来的，其远距离自动识别的特性，决定了其巨大的应用空间和市场潜质。
深圳市思卡乐科技有限公司首席执行官莫振宇在接受国际电子商情专访时表示，有源RFID产品远距离自动识别的特性在智慧城市、物联网等领域有重大的应用。“据估计，目前无源RFID大概占90%的市场份额，有源RFID大概占10%的市场份额。所以，从另一角度来讲，有源的机会还是很大的。”
“一方面，我们看好物联网的投资前景调研预测;另一方面，我们认为物联网的应用重点在于无线通信，而无线通信技术正是我们的优势之所在。因此，我们在2013年成立了思卡乐。” 莫振宇称，思卡乐是技术驱动型公司，自成立以来，一直坚持以研发为主和微创新。他透露，今年思卡乐还拿到了深圳市高新技术企业的认定。
有源RFID崭露头角 在智慧城市中将大显身手
据了解，RFID技术中所衍生的产品主要有三大类：无源RFID产品、有源RFID产品、半有源RFID产品。不过，有源RFID产品和无源RFID产品，由于其不同的特性，决定了不同的应用领域和不同的应用模式，也有各自的优势所在。
无源RFID产品发展最早，也是发展最成熟、市场应用最广的产品。比如，公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、二代身份证、药品追溯等，属于近距离接触式识别类。其产品的主要工作频率有低频125KHZ、高频13.56MHZ，超高频915MHZ。“无源RFID的标签成本较低，并且不受电的影响，但它受距离限制，且应用不够智能化。”莫振宇如是说。
有源RFID产品，在远距离自动识别领域，如智能监狱，智能医院，智能停车场，智能交通，智慧城市，智慧地球及物联网等领域有重大应用。有源RFID在这个领域异军突起，属于远距离自动识别类。产品主要工作频率有超高频433MHZ，微波2.45GHZ和5.8GHZ。
介于有源RFID和无源RFID之间的半有源RFID产品，该产品集有源RFID和无源RFID的优势于一体，在门禁进出管理、人员精确定位、区域定位管理、周界管理、电子围栏及安防报警等领域有着很大的优势。半有源RFID产品，在低频125KHZ频率的触发下，可以让微波2.45G发挥优势。半有源RFID技术，也可以叫做低频激活触发技术，利用低频近距离精确定位，微波远距离识别和上传数据，来解决单纯的有源RFID和无源RFID没有办法实现的功能。简单的说，就是近距离激活定位，远距离识别及上传数据。
“有源RFID和无源RFID虽然各自有自身的应用领域，但也有交叉的地方。”莫振宇举例称，如学生进出自动考勤，以前是都是采用无源的RFID技术，但现在基本都用有源RFID技术。他认为，在用无源RFID技术非常不方便的领域，无源技术可能会被有源RFID技术所取代，并拓宽市场应用。另外，有源RFID可能会被应用在一些新的领域，如思卡乐目前正在做的电动自行车管理，该市场以前主要采用的是GPS定位。
目前，思卡乐主推的是智慧城市RFID感知网络一体化解决方案，这其中涉及的应用很广，包括环卫工人签到管理、路政巡检管理、公交车报站管理、电网巡检管理、宠物管理、民警巡逻管理、电动自行车定位防盗管理、老人防走失定位管理、学生街道定位等。莫振宇称，思卡乐目前重点布局城市的学生定位和电动车管理，“城市的电动车管理已经有几个城市启用了，如山东德州、温州等，广东也有试点。”
莫振宇指出，目前，学生进出考勤是有源RFID应用规模较大、较成熟的市场。思卡乐在做的智慧城市RFID感知网络也是一个应用较大的市场。据介绍，思卡乐的智慧城市RFID感知网络一体化解决方案，不仅仅给客户提供硬件，还提供云平台软件。“有些应用一定要硬件和软件联合起来，用户体验才会更好。我们的云平台是一个私有云，更偏重我们本身的应用，涉及到管理流程、客户的办公流程，我们会开放接口，让客户各自开发。另外，我们的设备管理，加了很多跟设备应用相关的算法，加了很多设备维护安装接口。”莫振宇称，思卡乐的智慧城市RFID感知网络解决方案，相比之前的传统技术如GPS，成本更低，体积小，耗电少，安装维护简单。“因为我们把设备管理的云平台做了，因此用户用起来很简单。”
标准不统一 有源RFID或与NB-IoT融合
与无源RFID技术相比，有源RFID技术有着无可比拟的优点，如识别距离远、传输数据量大、发射功率小、可靠性和兼容性好等。不过，其依然面临着发展的瓶颈。“除了技术上的瓶颈，有源RFID的价格还比较高。”莫振宇说。
莫振宇指出，由于有源RFID采用电池供电，低功耗、体积设计、抗干扰是其首先需要解决的问题。据悉，近年问世的低频触发电子标签，在125K低频触发范围内才被激活开始工作，一旦离开触发器区域标签处于低功耗的休眠状态，或可解决电子标签的大部分能源被浪费的问题，大大延长其使用寿命。另外，在未来，如果微型燃料电池、光伏电池及其它能源形式获得更多应用，这些电池技术上的进步无疑将有助于缩小有源RFID的尺寸，为多样化应用开辟道路。
其次，有源RFID的成本相对较高。莫振宇表示，“实际上，有源RFID的价格这两年降的很快。因为价格和市场规模相辅相成，价格降下来，应用会越来越广，就会有更多的供应商进入这个市场，这必然会进一步推动价格的下降。”
第三，标准不统一。“标准不统一，各企业推出的产品不通用，这也会影响有源RFID产业的发展。”莫振宇称，随着标准的统一和业内人士的共同推动，这一状况有望得到改善。
莫振宇指出：“当前高通和华为主导了NB-IoT，NB-IoT可能会涉及到RFID产业，与RFID融合。如果NB-IoT逐步商用，并且功耗足够低，我们可直接用它的标准实现RFID的功能。”莫振宇进一步解释称，NB-IoT相当于打通了流量部分，因为所有物联网的工作最终都必须运回后台，而NB-IoT则提供了上传数据的低成本通道。他称，思卡乐目前所做的物联网方面的产品更多是物联网前端的应用，即感知和采集，而采集完的数据，不管做什么应用，最终还是要放在服务器云端。因此，NB-IoT发展起来后会与RFID融合。据了解，目前，思卡乐也在关注NB-IoT的发展，待芯片商用化之后，也会启动相关的准备工作。
三 : 3GPP西湖骑行,ofo助力NB-IoT商用
【61阅读IT新闻频道】5月15日至5月19日，3GPP工作组会议在杭州召开，此次会议是继2017.3月R14版本协议封版、R15启动后的第一次工作组正会，覆盖LTE和5G的空口和网络架构的标准化议题, 近两千人莅临杭州参加此次盛会。为庆祝3GPP NB-IoT技术走向商用，5月14日下午与会NB-IoT领域的技术专家、标准代表，以及与会工作组的主席、副主席，在风景如画的西湖白堤共同参与了共享单车骑行，体验NB-IoT技术对这一新行业带来的活力与便利。
骑行活动由华为和ofo共同组织，骑行活动开始前ofo和华为首先演示了搭载NB-IoT技术的单车解锁模块，并向活动参与者介绍了NB-IoT技术的广覆盖、超长待机时间、支持海量连接数等特性应用在共享单车上的独特优势。除此之外，本次活动还展示了由u-blox、移远通信等提供的NB-IoT终端模组，特别值得一提的是模组尺寸仅有一元硬币大小(见图)，能够十分方便的集成到其他设备或物品中实现物联网通信，活动参与的专家纷纷表示对NB-IoT产业链的日益成熟和丰富的应用场景充满信心。
华为公司5G产品线总裁杨超斌，无线标准总监万蕾参加了本次骑行，为3GPP NB-IoT技术商用推广代言。
中国信息通信研究院标准所王志勤所长出席了此次活动，并表示：“中国作为NB-IoT技术标准的主要贡献方，参与了整个标准的制定，当前，国内在NB-IoT的系统、芯片产业以及应用创新上处于领先全球地位。NB-IoT技术作为物联网的主要技术将会与传感器等相结合，安装在例如水电表等智慧城市场景;家用电器等智能家居上，走入千家万户。在3GPP会议期间举办这样的骑行活动，使得参与3GPP NB-IoT技术制定的专家亲身感受到标准的真正产业化与应用，将会十分的欣慰和兴奋”。
中国三大运营商今年纷纷启动NB-IoT的商业部署。运营商代表对活动给予了高度评价，并对未来更多的应用层创新表示期待，希望NB-IoT技术更多更好的为老百姓服务，带来更多绿色环保，高效节能等社会贡献。
中国移动研究院无线与终端技术研究所总工刘光毅认为NB-IoT技术能有效地满足面向低功耗、大连接的物联网应用需求，能为大家日常生活带来很多便利，提高生活质量;中国移动在本次会议期间也将展示多项基于NB-IoT技术的新应用。
中国电信创新中心主任毕奇认为NB-IoT是低功耗、低成本的物联网技术，能提升物流跟踪、工业监控等行业的效率，减少人员成本;到今年六月底, 中国电信计划完成NB-IoT的商业部署, 从而将成为全球NB-IoT的引领者和最大的网络运营商。
中国联通5G创新中心高级总监范斌提出NB-IoT既满足了物联网低功耗、大连接、低成本的要求，同时又具有深覆盖、广覆盖特性的优秀技术，将成为物联网通信市场的重要力量;中国联通积极推进NB-IoT的商用部署，目前已在北京、上海、广州、深圳等10余座城市完成NB-IoT样板网络建设。同时，基于NB-IoT技术，中国联通也正积极推进物联网创新业务发展和合作。
作为NB-IoT标准化工作的贡献者，参与本次活动的3GPP技术专家、参会代表纷纷表示，能够看到自己参与制定的NB-IoT标准，应用到实际的共享单车上非常欣慰，也很有自豪感。感谢主办方组织这次活动，对后续NB-IoT的商用化具有重要意义;专家们都非常期待未来NB-IoT技术能够应用到物流跟踪、智能家居、行业监测等更加广阔的领域。
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四 : 小模组·大生态 新华三正式发布NB-IoT模块
【61阅读IT新闻频道】近日，新华三正式推出eMTC/NB-IoT/E-GPRS三模通信模组IM2209，该通信模组采用LTE IoT调制解调器，具有低功耗、低带宽、长达数年的续航时间和更广覆盖的特性，同时支持语音通话以及TCP/IP协议。这款模组的发布，不仅进一步丰富了新华三的市场应用，也让新华三物联网生态圈有了更多的可能。
小模组，智能联接的开端
IM2209无线模组，是基于NB-IoT/eMTC/ EGPRS多位一体化模组，支持全制式定位，包括GNSS与北斗定位，模组GNSS可支持至少44通道，跟踪导航接收灵敏度达到-153dBm，冷启动时间≤60S，温启动时间≤45S，热启动时间≤1S。它采用了先进的高度集成设计方案，将射频、基带集成在一块印刷电路板上，完成无线接收、发射、基带信号处理和音频信号处理等多种功能，并采用单面布局，对外应用接口LCC PAD方式，支持AT命令扩展，可以实现用户个性化定制方案。
在具体部署中，从终端侧提供绿洲OS作为传感网络的入口，将感知层设备通过NB-IoT/ eMTC/LoRa等技术进行承载。运营商核心网和NB-IoT网络平滑对接，可以实现集中管控，业务数据处理，并集成到云平台上将智能终端指令下发至终端，核心数据上传。此外，绿洲物联网平台提供开放的API接口与第三方业务接口，面向不同的应用厂商合作形成相对应的场景化物联网解决方案，满足不同行业的垂直化业务需求，成为了智能联接的开端。
NB-IoT&LoRa并驾齐驱
新华三在4月Navigate峰会发布了LoRa相关的模组及基站和解决方案，时隔60多天新华三发布NB-IoT模块。从LPWAN技术领域来看，新华三将积极实践NB-IoT和LoRa，采取齐头并进策略。NB-IoT属于授权频谱，可控性高，还可由LTE平滑升级，适合运营商大网。LoRa属于非授权频谱，随时随地可以建站，组网简单，适合政企专网，并已有大规模商用案例。
大生态，联接每一个角落
在生态建设领域，新华三与相关联盟及协会建立了深入的合作关系：成为LPWAN低功耗广域网联盟理事长单位;加入LoRa Alliance、天翼物联产业联盟、移动物联网联盟，并担任浙江省物联网产业协会副理事。
目前，新华三物联网战略布局已基本完成，通过底层的物联网接入设备、基础物联网服务以及独有的“绿洲平台”，新华三将在物联网生态体系中扮演平台提供商的角色。IM2209的推出，使得新华三物联网从运营商和非运营商行业角度来搭建大网平台，从而使得整个产业更加全面和丰富。未来，新华三将继续与合作伙伴携手，构建物联生态，大力推动中国物联网发展进程。
本文标题：nb-iot-LoRa与NB-IoT有什么区别？LoRa无线与NB-IoT全面对比解析61阅读| 精彩专题| 最新文章| 热门文章| 苏ICP备13036349号-1