您当前的位置 :首页 > 技术 > 光通 > 正文

想快速全面了解LoRa?看这篇就够了!

引言

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?

这也是《智慧产品圈》(微信号:pieeco)试图弄清楚的问题,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。

PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0px 0px 10px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 670px; PADDING-RIGHT: 0px; DISPLAY: table; BORDER-COLLAPSE: collapse; MAX-WIDTH: 100%; WORD-WRAP: break-word !important; PADDING-TOP: 0px" data-width="100%"> 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BORDER-BOTTOM: rgb(89,195,249) 1px solid; BORDER-LEFT: rgb(89,195,249) 1px solid; PADDING-BOTTOM: 5px; BACKGROUND-COLOR: rgb(245,245,245); MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 10px; PADDING-RIGHT: 10px; MAX-WIDTH: 100%; WORD-WRAP: break-word !important; WORD-BREAK: break-all; BORDER-TOP: rgb(89,195,249) 1px solid; BORDER-RIGHT: rgb(89,195,249) 1px solid; PADDING-TOP: 5px" valign="middle" rowspan="2" width="230" align="center">延长电池寿命 接收电流10mA,休眠电流PADDING-BOTTOM: 0px; MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; MAX-WIDTH: 100%; WORD-WRAP: break-word !important; PADDING-TOP: 0px"> 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。据该公司副总经理刘文上介绍,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

PADDING-BOTTOM: 0px; WIDOWS: 1; TEXT-TRANSFORM: none; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); TEXT-INDENT: 0px; MARGIN: 0px 0px 10px; PADDING-LEFT: 0px; WIDTH: 670px; PADDING-RIGHT: 0px; DISPLAY: table; BORDER-COLLAPSE: collapse; FONT: 16px/25px 'Helvetica Neue', Helvetica, 'Hiragino Sans GB', 'Microsoft YaHei', Arial, sans-serif; MAX-WIDTH: 100%; WORD-WRAP: break-word !important; WHITE-SPACE: normal; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(62,62,62); WORD-SPACING: 0px; PADDING-TOP: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px" align="center" data-width="100%">
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BORDER-BOTTOM: rgb(89,195,249) 1px solid; TEXT-ALIGN: center; BORDER-LEFT: rgb(89,195,249) 1px solid; PADDING-BOTTOM: 5px; BACKGROUND-COLOR: rgb(245,245,245); MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 10px; PADDING-RIGHT: 10px; MAX-WIDTH: 100%; WORD-WRAP: break-word !important; COLOR: rgb(60,60,60); WORD-BREAK: break-all; BORDER-TOP: rgb(89,195,249) 1px solid; BORDER-RIGHT: rgb(89,195,249) 1px solid; PADDING-TOP: 5px" valign="middle" width="228" align="center">150 MHz 到 1 GHz 传输距离 远距离 远距离(1-20km) 速率 BORDER-BOTTOM: rgb(89,195,249) 1px solid; BORDER-LEFT: rgb(89,195,249) 1px solid; PADDING-BOTTOM: 5px; BACKGROUND-COLOR: rgb(245,245,245); MARGIN: 0px; PADDING-LEFT: 10px; PADDING-RIGHT: 10px; MAX-WIDTH: 100%; WORD-WRAP: break-word !important; WORD-BREAK: break-all; BORDER-TOP: rgb(89,195,249) 1px solid; BORDER-RIGHT: rgb(89,195,249) 1px solid; PADDING-TOP: 5px" valign="middle" width="228" align="center">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$ 上海雍敏信息科技股份有限公司董事长张敏也有同样的观点,该公司目前也在为第三方开发LoRa方案。他认为,其实LoRa和NB-IoT两个都是目前最有发展前景的远距离通信技术,并且他们在技术上来说并不是说哪个更好,哪个差些,

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。

“两者的应用范围其实也没有太大区别,都是智能电表、水表抄表、智能农业等低数据量的采集。说到智能电、水表的抄表,如果采用NB-IoT,需要用到电信运营商的基站,但是水电气的运营商(电力公司、水务公司)不会把数据通过电信运营商绕一圈在收回来,他们完全可以自己搭建网络,因为其中涉及到很多利益分配问题。”张敏说道,所以最终哪类技术会更胜一筹或占据大部分应用目前还不好判断。

Copyright © 2016-2018 www.holleycomm.com All Rights Reserved.
华立通信 版权所有 网站ICP号:粤ICP备18027101号