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物聯網的快速發展對無線通信技術提出了更高的要求，專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計的LPWAN(low-power Wide-Area Network，低功耗廣域網)也快速興起。物聯網應用需要考慮許多因素，例如節點成本，網絡成本，電池壽命，數據傳輸速率(吞吐率)，延遲，移動性，網絡覆蓋范圍以及部署類型等。可以說沒有一種技術可以滿足IoT所有的需求。 1、NB-IoT、LoRa簡述 NB-IoT無線模塊和LoRa無線通信模塊兩種技術具有不同的技術和商業特性，也是最有發展前景的兩個低功耗廣域網通信技術。這兩種LPWAN技術都有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗少等特點，都適合低功耗物聯網應用，都在積極擴建自己的生態系統。 LoRa技術(Long Range)是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。LoRa網絡主要由終端(可內置LoRa模塊)、網關(或稱基站)、Server和云四部分組成，應用數據可雙向傳輸。 NB-IOT技術(Narrow Band Internet of Things， NB-IoT，又稱窄帶物聯網)，是由3GPP標準化組織定義的一種技術標準，是一種專為物聯網設計的窄帶射頻技術。 2、無線通信技術特性2.1、無線數傳使用頻段NB-IoT模塊使用了授權頻段，有三種部署方式：獨立部署、保護帶部署、帶內部署。全球主流的頻段是800MHz和900MHz。中國電信會把NB-IoT部署在800MHz頻段上，而中國聯通會選擇900MHz來部署NB-IoT，中國移動則可能會重耕現有900MHz頻段。具體如表2-1所示： 表2-1： LoRa模塊技術使用的是免授權ISM頻段，但各國或地區的ISM頻段使用情況是不同的。在中國市場，由中興主導的中國LoRa應用聯盟(CLAA)推薦使用了470-518MHz。而470-510MHz這個頻段是無線電計量儀表使用頻段。由于LoRa是工作在免授權頻段的，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。LoRa聯盟正在全球大力推進標準化的LoRaWAN協議，使得符合LoRaWAN規范的設備可以互聯互通。下圖是LoRa聯盟規范里提到的部分使用頻段：
移動網絡的信號覆蓋范圍取決于基站密度和鏈路預算。NB-IoT具有164dB的鏈路預算，GPRS的鏈路預算有144dB(TR 45.820)，LTE是142.7dB(TR 36.888)。與GPRS和LTE相比，NB-IoT鏈路預算有20dB的提升，開闊環境信號覆蓋范圍可以增加七倍。20dB相當于信號穿透建筑外壁發生的損失，NB-IoT室內環境的信號覆蓋相對要好。一般地，NB-IoT的通信距離是15km。 LoRa以其獨有的專利技術提供了最大168dB的鏈路預算和+20dBm的功率輸出。一般地，在城市中無線距離范圍是1~2公里，在郊區無線距離最高可達20km。 2.3、成本對比LPWAN協議無論多強大都需要考慮其低成本，否則它們不能是可行的物聯網解決方案。LoRa在這方面有優勢。LoRaWAN模塊的總體成本在 8-10 美元左右，約為 NB-IoT 等蜂窩 LTE 模塊價格的一半。NB-IoT 網絡的復雜性越高，知識產權相關(授權頻段方面)費用更高，提高了NB-IoT 的總成本。NB-IoT 升級到先進的 4G /LTE 基站比 LoRa 通過工業網關或塔頂網關部署更昂貴。不過，隨著市場越來越成熟，相信LoRa和NB-IoT總體成本都會大幅降低。 3、前景分析NB-IoT和LoRa目前都還處于發展的起步階段，需要各方的投入和共同的發展。當大規模部署成為一種現實可能的時候，NB-IoT和LoRa模組成本自然也會進一步降低。就技術方案而言，在短時間內，NB-IoT和LoRa肯定會并行，有共同點、各有優點、各有缺點，很難說誰壓倒誰，但是，如果受到技術方案以外的因素影響，比如贏利模式的創新，與應用行業的緊密結合，借助行業的影響力，那么什么都有可能。在這新一波的物聯網發展的行情中，先把項目落地，才有贏得先人一步的機會。NB-IoT和LoRa不僅僅需要產品的創新，更需要項目應用的創新。 4、推薦方案4.1、LoRaWan節點
ME3612 是一款支持NB-IoT/eMTC/EGPRS通信標準的窄帶蜂窩物聯網通信模塊。在NB-IoT制式下，該模塊可以提供最大66 Kbps上行速率和34 Kbps下行速率，支NB-IoT全球主流運營商頻段。該模塊與ME3630/ME3620/ME3610/MC8635/MW3650等LCC 30*30封裝系列的4G/3G模塊pin-to-pin完全兼容，用戶可根據不同的需求和場景進行選擇，快速推出產品。 ME3612專為低速率、低功耗、遠距離、海量連接的物聯網應用而設計。該模塊支持多種網絡協議（PPP、CoAP、TCP/UDP、OMA LWM2M 、MQTT）和多種低功耗模式(PSM、eDRX)。這些協議和功能可以讓它應用在智能表計、智能停車、資產追蹤和可穿戴設備等多種物聯網及M2M的應用場景中。 更多關于LoraWan節點E105-EP20、NB-IOT模塊ME3612的相關資料請參與成都億佰特官方鏈接 |
