1 引言

物聯(lián)網(wǎng)應用需要考慮許多因素，例如節(jié)點成本，網(wǎng)絡成本，電池壽命，數(shù)據(jù)傳輸速率（吞吐率），延遲，移動性，網(wǎng)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。NB-IoT和LoRa兩種技術具有不同的技術和商業(yè)特性，所以在應用場景方面會有不同。這里會針對二者的區(qū)別進行闡述，并且對各自適合的應用場景進行說明。

NB-IoT的優(yōu)勢是什么？

作為一項應用于低速率業(yè)務中的技術，NB-IoT的優(yōu)勢不難想象：

? 強鏈接：在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50-100倍的接入數(shù)。一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構。舉例來說，受限于帶寬，運營商給家庭中每個路由器僅開放8-16個接入口，而一個家庭中往往有多部手機、筆記本、平板電腦，未來要想實現(xiàn)全屋智能、上百種傳感設備需要聯(lián)網(wǎng)就成了一個棘手的難題。而NB-IoT足以輕松滿足未來智慧家庭中大量設備聯(lián)網(wǎng)需求。

? 高覆蓋：NB-IoT室內覆蓋能力強，比LTE提升20dB增益，相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。以井蓋監(jiān)測為例，過去GPRS的方式需要伸出一根天線，車輛來往極易損壞，而NB-IoT只要部署得當，就可以很好的解決這一難題。

? 低功耗：低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應用一項重要指標，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設備和場合，如安置于高山荒野偏遠地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設備，它們不可能像智能手機一天一充電，長達幾年的電池使用壽命是最本質的需求。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，設備續(xù)航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。

? 低成本：與LoRa相比，NB-IoT無需重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復用的。以中國移動為例，900MHZ里面有一個比較寬的頻帶，只需要清出來一部分2G的頻段，就可以直接進行LTE和NB-IoT的同時部署。低速率、低功耗、低帶寬同樣給NB-IoT芯片以及模塊帶來低成本優(yōu)勢。模塊預期價格不超過5美元。

不過，NB-IoT仍有著自身的局限性。在成本方面，NB-IoT模組成本未來有望降至5美元之內，但目前支持藍牙、Thread、ZigBee三種標準的芯片價格僅在2美元左右，僅支持其中一種標準的芯片價格不到1美元。巨大的價格差距無疑將讓企業(yè)部署NB-IoT產生顧慮。

LoRa的優(yōu)勢是什么？

1、擴頻技術，改善接收靈敏度（15公里，10mA接收電流，睡眠電流<200mA），從替代Wi-Fi或3/4G的角度來說，其技術本身對個體流量帶寬的承載太小，做近場通訊控制民用市場絕對是BLE的天下，工業(yè)那塊有倒是有使用的可能，畢竟不需要授權，而且工業(yè)環(huán)境對距離的要求確實比民用的要求高。因為擴頻技術，傳輸距離遠、誤碼率低。

2、定位機遇信號的空中傳輸時間而非RSSI（接收信號強度指標），精度5m@10公里范圍。大范圍的定位指示依靠GPS能滿足要求，小范圍定位iBeacon不會比它差，如果兩邊都不能討好的話那使用它有什么益處？

3、最關鍵的是其他技術在手機中都有成熟的應用，如果想讓這項新技術高速發(fā)展必須進入民用市場，這中間的難度系數(shù)有多大？需要整合的資源有多少？在有Wi-Fi，3/4G，藍牙的情況下，增加這項技術到手機終端的可能性有多大？

4、家庭智能設備如果要選擇這項技術的話沒有看出其比zigbee、藍牙、Wi-Fi作為接入接口的優(yōu)勢，想吞噬已有的市場份額沒有強大的動力（技術或成本優(yōu)勢）基本很難做到。

LoRa的方向基本都在工業(yè)應用了。

2 頻段，服務質量和成本

LoRa工作在1GHz以下的非授權頻段，故在應用時不需要額外付費。NB-IoT和蜂窩通信使用1GHz以下的授權頻段。處于500MHz和1GHz之間的頻段對于遠距離通信是最優(yōu)的選擇，因為天線的實際尺寸和效率是具有相當優(yōu)勢的。?

LoRaWAN使用免費的非授權頻段，并且是異步通信協(xié)議，對于電池供電和低成本是最佳的選擇。LoRa 和 LoRaWAN 協(xié)議，在處理干擾、網(wǎng)絡重疊、可伸縮性等方面具有獨特的特性，但卻不能提供像蜂窩協(xié)議一樣的服務質量（QoS）。據(jù)悉授權的Sub-GHz頻段的競拍，每MHz價格超過5億美金。蜂窩網(wǎng)絡和NB-IoT出于對服務質量（QoS）的考慮，并不能提供類似LoRa一樣的電池壽命。由于QoS和高昂的頻段使用費，需要確保QoS的應用場景推薦使用蜂窩網(wǎng)絡和NB-IoT，而低成本和大量連接是首選項的話LoRa是不錯的選擇，如下圖。

3 電池壽命和下行延遲

蜂窩網(wǎng)絡設計的理念是最優(yōu)的頻段利用率，相應的就犧牲了節(jié)點成本和電池壽命。相反，LoRaWAN節(jié)點是為了低成本和長電池壽命而生，在頻段利用率方面有一定的欠缺。 關于電池壽命方面有兩個重要的因素需要考慮，節(jié)點的電流消耗（峰值電流和平均電流）以及協(xié)議內容。LoRaWAN是一種異步的基于ALOHA的協(xié)議，也就是說節(jié)點可以根據(jù)具體應用場景需求進行或長或短的睡眠，而蜂窩等同步協(xié)議的節(jié)點必須定期地聯(lián)網(wǎng)。例如，現(xiàn)在市面上的手機工作時每1.5s必須與網(wǎng)絡進行同步。在NB-IoT中，這種同步變少但是仍然在定期進行，這樣就額外的消耗了電池的電量。 在蜂窩網(wǎng)絡中調制是充分利用頻段的有效手段，但是從節(jié)點的角度這并不是有效的。蜂窩的調制（OFDM或者FDMA）需要一個線性的發(fā)射器來產生調制信號，而一個線性的發(fā)射器需要的峰值電流比非線性調制多幾個數(shù)量級，越高的峰值電流會消耗電池更多的電量。 但同步的通信協(xié)議在較短的下行延遲方面具有優(yōu)勢，同時NB-IoT可以為需要大量數(shù)據(jù)吞吐量的應用提供快速的數(shù)據(jù)傳輸速率。而LoRaWAN的Class B 通過定期地（編程實現(xiàn)）喚醒終端以收取下行消息而縮短了下行通信的延遲。 所以對于需要頻繁通信、較短的延遲或者較大數(shù)據(jù)量的應用來說NB-IoT或許是更好的選擇，而對于需要較低的成本、較高的電池壽命和通信并不頻繁的場景來說LoRa更好。

4 網(wǎng)絡覆蓋和部署時間表

節(jié)點工作的本質需求是網(wǎng)絡的覆蓋，對于NB-IoT來說一個明顯的優(yōu)勢是可以通過升級現(xiàn)有的網(wǎng)絡設施來提供網(wǎng)絡部署，但是這種升級僅限于某些特定的4G/LTE基站，并且花費較高。并且這種升級僅適于已經(jīng)具有4G/LTE覆蓋的城區(qū)，對于偏遠或者郊區(qū)等沒有4G覆蓋的來說并不合適。NB-IoT標準在16年6月公布，預計模塊將于17年上半年量產發(fā)布。除網(wǎng)絡部署之外，相應的商業(yè)化和產業(yè)鏈的建立還需要更長的時間和努力去探索，但是市場需求和機會是否會等待呢？ LoRa的整個產業(yè)鏈相對已經(jīng)較為成熟了，產品也處于“蓄勢待發(fā)”的狀態(tài)，同時全球很多國家正在進行或者已經(jīng)完成了全國性的網(wǎng)絡部署。LoRa產業(yè)鏈一個突出優(yōu)點是每個環(huán)節(jié)的成員都掌握著自主性，一些大公司正在計劃創(chuàng)造一種混合型的商業(yè)模型來部署網(wǎng)絡和應用。但NB-IoT產業(yè)鏈會受到頻段、運營商等限制。