物聯網通訊技術：NB-IoT與LoRa技術對比分析
物聯網的快速發展對無線通訊技術提出了更高的要求，專為低頻寬、低功耗、遠距離、大量連線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諸多因素，例如節點成本、網路成本、電池壽命、資料傳輸速率(吞吐率)、延遲、移動性、網路覆蓋範圍以及部署型別等，可以說沒有一種技術可以滿足IoT所有的需求。NB-IoT和LoRa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訊技術。這兩種LPWAN技術都有覆蓋廣、連線多、速率低、成本低、功耗小等特點，都適合低功耗物聯網應用，都在積極擴建自己的生態系統。
物聯網通訊技術
物聯網的無線通訊技術很多，主要分為兩類：一類是Zigbee、WiFi、Bluetooth、Z-wave等短距離通訊技術;另一類是LPWAN，即廣域網通訊技術。LPWA又可分為兩類：一類是工作於未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術;另一類是工作於授權頻譜下，3GPP支援的2/3/4G蜂窩通訊技術，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
LoRa和NB-IoT同為低功耗廣域物聯網的技術，是當前國內主流的兩種技術流派。
NB-IoT、LoRa簡述
LoRa(Long Range)是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案，這一方案改變了以往關於傳輸距離與功耗的折中考慮方式，為使用者提供一種簡單的能實現遠距離、低功耗、大容量的系統，進而擴充套件感測網路。LoRa網路主要由終端(可內建LoRa模組)、閘道器(或稱基站)、Server和雲四部分組成，應用資料可雙向傳輸。
NB-IoT(Narrow Band-Internet of Things，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可在全球範圍內廣泛使用的窄帶射頻技術，其使用License頻段，可採取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網路共存。
NB-IoT、LoRa使用頻段
NB-IoT使用了授權頻段，有三種部署方式：獨立部署、保護帶部署以及帶內部署。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。
LoRa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。由於LoRa是工作在免授權頻段的，無需申請即可進行網路的建設，網路架構簡單，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規範的裝置可以互聯互通。
NB-IoT、LORA的通訊距離
NB-IoT通訊距離
行動網路的訊號覆蓋範圍取決於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，開闊環境訊號覆蓋範圍可以增加七倍。20dB相當於訊號穿透建築外壁發生的損失，NB-IoT室內環境的訊號覆蓋相對要好。一般來說，NB-IoT的通訊距離是15km。
LoRa通訊距離
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。一般來說，在城市中無線距離範圍是1~2公里，在郊區無線距離最高可達20km。
NB-IoT、LoRa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模組的總體成本在 8-10 美元左右，約為 NB-IoT 等蜂窩 LTE 模組價格的一半。NB-IoT 網路的複雜性高，智慧財產權相關(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 通過工業閘道器或塔頂閘道器部署更昂貴。隨著市場越來越成熟，LoRa技術的成本預計將進一步下降。
適用場景對比
NB-IoT適用場景舉例
(1)共享單車：分佈廣，單位密度小，適合藉助運營商網路;
(2)智慧抄表：業主對採集頻率不高，對網路可用性沒有高要求的，又不想考慮自建基站
(3)積水/管網監測：分佈廣，單位密度小;
(4)通用型可穿戴系列：終端分佈在整個城區，適合藉助運營商網路;
(5)智慧停車：銳捷網路為“小和輕停”研製的地磁車檢器，通過地磁來感應磁場變化從而進行車輛出入車位的判斷，上下行的無線鏈路採用NB-IoT標準，並與OneNET完成對接，支援5G聯創實驗室的停車平臺應用。
LoRa適用場景舉例
(1)智慧抄表：業主對採集頻率有高要求需要做資料分析，對網路可用性有高要求;
(2)道路泊車檢測器：採集頻率較高，而對終端壽命又有一定要求;
(3)野外郊區的，如礦業、採掘業、郊區重工業等;
(4)區域集中型：如高校、普教、園區的使用者，想建設私網對自己的設施及應用進行管理。
結論
NB-IoT和LoRa目前都還處於發展的起步階段，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肯定會並行，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、藉助行業的影響力，那麼什麼都有可能。在這新一波的物聯網發展的行情中，先把專案落地，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，更需要專案應用的創新