浅谈LoRa,LoRaWAN,NB-IoT三类物联网技术
目錄
- 一.概念
- 1.什么是LoRa?
- 2.什么是LoRaWAN?
- 3.什么是NB-IoT?
- 二.三者的區(qū)別和聯(lián)系
- 1.NB-IoT和LoRa
- 2.LoRa和LoRaWAN
一.概念
1.什么是LoRa?
LoRa即遠距離無線電(Long Range Radio)是創(chuàng)建長距離通信連接的物理層局域網(wǎng)無線調(diào)制技術(shù),屬于CCS(線性調(diào)制擴頻技術(shù))的一種,工作頻段范圍在Sub-1GHz以下。相較于傳統(tǒng)的FSK等技術(shù),LoRa在保持低功耗的同時極大地增加了通訊距離,且具備抗干擾性強等特點。另外,LoRa調(diào)制擴散因子本質(zhì)上是正交的。這意味著使用不同的傳播因子調(diào)制并同時在同一頻率信道上傳輸?shù)男盘柌粫嗷ジ蓴_。相反,不同傳播因子的信號只是相互之間的噪聲。
2.什么是LoRaWAN?
LoRaWAN(Long Range Radio Wide Area Network)是基于LoRa的低功耗廣域網(wǎng),它主要包括2個部分:通信協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)。它能提供一個:低功耗、可擴展、高服務質(zhì)量、安全的長距離無線網(wǎng)絡(luò)。
借助于LoRa長距離的優(yōu)勢,LoRaWAN采用星型無線拓撲,有效延長電池壽命、降低網(wǎng)絡(luò)復雜度和后續(xù)輕易擴展容量。它將網(wǎng)絡(luò)實體分成4類:End Nodes(終端節(jié)點)、Gateway(網(wǎng)關(guān))、LoraWAN Server(LoRaWAN服務器)和Applicaton Server(用戶服務器):
在LoRaWAN的星型網(wǎng)絡(luò)中,星型拓撲通過網(wǎng)關(guān)將消息中繼到中央服務器,每個末端節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€網(wǎng)關(guān)。然后網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)服務器,在網(wǎng)絡(luò)服務器上執(zhí)行冗余檢測,安全檢查和消息調(diào)度。 End Nodes使用單跳無線與一個或多個Gateway通信;Gateway通過標準IP鏈路(Ethernet、3G/GPRS和WiFi)與LoRaWAN Server通信;Gateway負責End Nodes和LoRaWAN Server信息的中繼:
3.什么是NB-IoT?
NB-IoT即窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things),NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180KHz的帶寬,使用License頻段,可采取帶內(nèi)、保護帶或獨立載波等三種部署方式,與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)共存。可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。
NB-Iot屬于廣域網(wǎng)的通訊技術(shù),和我們的2G、4G一樣,需要通過電信運營商(電信、移動、聯(lián)通)的基站網(wǎng)絡(luò)才可以正常使用。NB-iot 不需要組網(wǎng),是直接和云平臺通訊,可以單獨組成網(wǎng)絡(luò)使用。
二.三者的區(qū)別和聯(lián)系
1.NB-IoT和LoRa
1.技術(shù)特點不一樣:
NB-Iot屬于廣域網(wǎng)的通訊技術(shù),和我們的2G、4G一樣,需要通過電信運營商(電信、移動、聯(lián)通)的基站網(wǎng)絡(luò)才可以正常使用。NB-iot 不需要組網(wǎng),是直接和云平臺通訊,可以單獨組成網(wǎng)絡(luò)使用。
Lora是數(shù)據(jù)一種短距離的局域網(wǎng)無線通訊技術(shù),和傳統(tǒng)的ASK、FSK、Zigbee等一樣,需要先組網(wǎng),再通過網(wǎng)關(guān)的傳輸給云平臺。Lora產(chǎn)品很少單獨使用,一般是配合網(wǎng)關(guān)才可以正常使用。
2.應用場景不一樣:
NB-iot適合于獨立聯(lián)網(wǎng)的傳感器,例如,地磁,智能路燈,水表等。
Lora適合于局域網(wǎng)內(nèi)組網(wǎng),例如智能家居,安防報警,通過網(wǎng)關(guān)和云平臺通訊。
3.工作的原理不一樣:
NB-Iot通訊是電信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)上工作,所以NB-Iot通訊需要安裝NB物聯(lián)卡,而且NB-IoT的使用需要移動基站的支持,也就是NB-IoT網(wǎng)。不同的電信公司,其通訊的頻率不一樣,需要使用的NB物聯(lián)卡也不一樣。
LoRa是工作在免授權(quán)頻段的,不需要基站就可以 無需申請即可進行網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡單,運營成本也低。
4.覆蓋的網(wǎng)絡(luò)不一樣
NB-IoT的覆蓋面更大。在郊區(qū),利用LoRa技術(shù),傳輸距離只能達到15千米,而利用NB-IoT技術(shù),傳輸距離可達35千米。再比較偏遠的農(nóng)村,因NB-IoT網(wǎng)絡(luò)無法部署,從而導致NB-IoT信號差,無法工作。所以LoRa就更加又優(yōu)勢,我們可以根據(jù)自己的需求搭建自己的小局域網(wǎng),這里的小局域網(wǎng)指的不是LoRaWan,可以根據(jù)自己的需求來自己定義。
5.成本不一樣有區(qū)別
BOM成本:NB-IoT 和LORA的比較接近,隨著市場的不斷的競爭,目前的NB-IoT模塊價格在15-25元。Lora模塊的成本大概在15-30元之間。
運行成本: NB-IoT因為是基于電信網(wǎng)絡(luò)工作的,設(shè)備需要安裝NB物聯(lián)卡,所以后續(xù)還需要和手機一樣,需要定期繳流量費,運營成本較高。但lora 和ASK,FSK 一樣,后續(xù)沒有額外的費用。
6.技術(shù)支持來源不一樣
Lora無線通訊的技術(shù)和專利,以及芯片制造,都是美國semtech公司壟斷。
Nb-IoT通訊的技術(shù)是由中國華為等一些企業(yè)主導,得到了電信運營商和電信設(shè)備服務商的支持。目前有著成熟完整的電信網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。
NB-IoT 和LoRa的共同點和競爭,LoRa和NB-IoT都屬于低功耗的物聯(lián)網(wǎng)無線通訊,都支持低功耗,電池工作。而且在不同的工作環(huán)境下LoRa和NB-IoT可以互補,在NBIOT網(wǎng)絡(luò)比較差的偏遠地區(qū),我們可以選擇LoRa局域網(wǎng)傳輸,再通過WIFI 或4G 發(fā)送給平臺。
2.LoRa和LoRaWAN
LoRa僅包含鏈路層協(xié)議,并且非常適用于節(jié)點間的P2P通信;同時,LoRa模塊也比LoRaWAN便宜一點;LoRaWAN也包含網(wǎng)絡(luò)層,因此可以將信息發(fā)送到任何已連接到云平臺的基站。只需將正確的天線連接到其插座,LoRaWAN模塊就可以以不同的頻率工作。
LoRaWAN指的是MAC層的組網(wǎng)協(xié)議。而LoRa只是一個物理層的協(xié)議。雖然現(xiàn)有的LoRaWAN組網(wǎng)基本上都使用LoRa作為物理層,但是LoRaWAN的協(xié)議也列出了在某些頻段也可以使用GFSK作為物理層。從網(wǎng)絡(luò)分層的角度來講,LoRaWAN可以使用任何物理層的協(xié)議,LoRa也可以作為其他組網(wǎng)技術(shù)的物理層。事實上有幾種與LoRaWAN競爭的技術(shù)在物理層也采用了LoRa。
**LoRaWAN不適合專用網(wǎng)絡(luò)的解決方案,**目前它的確更適合于公共廣域網(wǎng)絡(luò)。LoRaWAN的初衷是提供:區(qū)域、國家或全球的物聯(lián)網(wǎng)。其根本原因在于在LoRaWAN中,所有頻道都調(diào)到相同的頻率,并且在單一區(qū)域最好只有一個網(wǎng)絡(luò)操作以避免碰撞問題。而LoRa更適合專用網(wǎng)絡(luò)。因為他是在局域網(wǎng)工作的。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的浅谈LoRa,LoRaWAN,NB-IoT三类物联网技术的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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