NB-IoT против LoRa против Sigfox

Хотя количество подключенных устройств продолжает расти (и ожидается, что к 2030 году оно достигнет 125 миллиардов), развивающиеся беспроводные технологии, которые их поддерживают, также продолжают привлекать большое внимание во всем мире. NB-IOT (Narrowband IOT), LoRa и Sigfox, все технологии маломощных глобальных сетей (LPWAN), часто противопоставляются друг другу в том, что изображается как гонка на вершину. Но это не обязательно точное представление об экосистеме подключения. Каждая из этих технологий (или, по крайней мере, LoRa и NB-IoT), вероятно, будет играть важную роль в пространстве Интернета вещей в зависимости от варианта использования, поэтому понимание функций и различий каждой из них имеет решающее значение.

Узкополосный Интернет вещей

NB-IoT - это инициатива «чистого листа» Проекта партнерства третьего поколения (3GPP), организации, стоящей за стандартизацией сотовых систем, для удовлетворения потребностей устройств с очень низкой скоростью передачи данных, которым необходимо подключаться к мобильным сетям, часто с питанием от батареи. В качестве стандарта сотовой связи цель NB-IoT - стандартизировать устройства IoT, чтобы они были более совместимыми и надежными.

Поскольку NB-IoT - это беспроводная технология сотового уровня, в которой используется модуляция OFDM, микросхемы более сложны, но бюджеты каналов лучше. Это означает, что пользователи получают высокий уровень производительности, свойственный сотовым соединениям, но за счет большей сложности и большего энергопотребления.

NB-IoT предназначен для отправки и получения небольших объемов данных - несколько десятков или сотен байтов в день, генерируемых устройствами Интернета вещей с низким объемом данных. Он основан на сообщениях, аналогичен Sigfox и LoRa, но с гораздо более высокой скоростью модуляции, что позволяет обрабатывать гораздо больше данных, чем эти технологии. Но NB-IoT не протокол связи на основе IP, такой как LTE-M (еще одна сотовая технология LPWA, связанная с приложениями IoT). На самом деле вы не можете подключиться к IP-сети и рассчитывать на то, что будете использовать ее, как со смартфоном. Он был разработан для простых приложений IoT и более энергоэффективен, чем LTE-M (который лучше подходит для приложений с более высокой пропускной способностью или мобильных приложений и приложений в роуминге), но предназначен для более редких целей связи.

Ищете помощь в выборе лучшей беспроводной технологии для вашего приложения M2M? Загрузите нашу техническую документацию, чтобы узнать больше о преимуществах и недостатках каждого из них.

В развитии NB-IoT задействованы увлекательные геокорпоративно-политические элементы; подробнее об этом читайте в отличной статье Ника Ханна NB-IoT is Dead. Да здравствует NB-IoT. Ник отмечает, что спецификация 3GPP для NB-IoT имеет два конкурирующих варианта:Huawei / Vodafone и Ericsson / Nokia / Intel. Кроме того, Ericsson заявила, что старая инфраструктура 4G на базе Alcatel не будет обратно совместима с NB-IoT. Это означает, что в США придется заменить тысячи базовых станций, чтобы операторы связи поддержали NB-IoT. В свете этого большинство операторов связи в США будут придерживаться LTE-M.

Таким образом, NB-IoT будет предназначен для простых устройств, которым необходимо подключаться к сети оператора через лицензированный спектр. В настоящее время он проходит пилотные испытания и испытания только в Европе и не является широко доступным, за исключением небольшого числа операторов в Европе, которые проводят некоторые испытания. Если вы следите за компанией Sigfox, вы узнаете в этом попытку сообщества 3GPP обратиться к рыночному пространству, созданному такими сетями, как Sigfox.

Прочтите здесь для получения дополнительной информации о физическом уровне NB-IoT.

Источник:https://arxiv.org/pdf/1606.04171.pdf .

NB-IoT - это определенно технология, которую нужно наблюдать. Подводя итог текущей ситуации:

Преимущества NB-IoT:

Если NB-IOT существовал и был развернут:

• Покрытие было бы очень хорошим. Устройства NB-IoT полагаются на покрытие 4G, поэтому они будут хорошо работать в помещениях и в густонаселенных городских районах.
• Он имеет более быстрое время отклика, чем LoRa, и может гарантировать лучшее качество обслуживания.
  
  

Недостатки NB-IoT:

• Сложно реализовать беспроводную прошивку (FOTA) или передачу файлов. Некоторые из проектных спецификаций для NB-IoT делают так, что отправка больших объемов данных на устройство затруднена.
• Передача обслуживания сети и вышки будет проблемой, поэтому NB-IoT лучше всего подходит в основном для статических ресурсов, таких как счетчики и датчики в фиксированном месте, а не для перемещаемых объектов.
  
  

LoRa

LoRa - это технология несотовой модуляции для LoRaWAN. (Так же, как BPSK или QPSK является модуляцией NB-IoT.) Эти два термина - LoRa и LoRaWAN - не взаимозаменяемый:LoRaWAN - это стандартный протокол для связи WAN, а LoRa используется как технология глобальной сети.

LoRa используется в основном двумя способами:

1. Один из них - LoRaWAN, который был развернут в основном в Европе. Емкость сообщения очень мала, всего 12 байт.
2. Другой - Symphony Link, продукт Link Labs. Symphony Link - это беспроводная система, построенная на технологии LoRa, которая предназначена для преодоления ограничений системы LoRaWAN. Он часто входит в состав более сложных сетевых решений LoRa, в основном в США и Канаде, и предназначен для промышленных приложений.

LoRa представляет собой хорошую радиосеть для решений IoT и имеет лучший бюджет связи, чем другие сопоставимые радиотехнологии. Но за пределами нескольких европейских рынков, если вы хотите подключиться к сетям LoRaWAN или вообще использовать LoRa, вам необходимо развернуть собственный сетевой шлюз.

Это может показаться недостатком, но на самом деле это делает LoRa хорошей альтернативой Wi-Fi для устройств с низким энергопотреблением, которые необходимо подключать по всему зданию, например, на заводе или в больнице. (Трудно найти ИТ-отдел, который одобрил бы подключение стороннего устройства к своей собственной сети из-за соображений безопасности. Настройка собственного шлюза создает полностью отдельную и безопасную сеть.) Из трех технологий, обсуждаемых в этой статье, это единственная технология, которую можно использовать в качестве технологии «сделай сам»; любая компания может создать и использовать собственное подключенное устройство везде, где есть шлюз.

Подробнее:что такое LoRa?

Наиболее важные различия между NB-IoT и LoRaWAN:

1. LoRaWAN использует нелицензированный спектр. В Европе это означает рабочий цикл 1%, который ограничивает объем и частоту трафика, а также способность базовой станции управлять сетью и отправлять трафик вниз.
2. LoRa - это запатентованная система модуляции, продаваемая корпорацией Semtech. Они фактически единственный производитель чипсета или владелец лицензии для LoRa. NB-IoT основан на стандартных типах модуляции, но, как это типично для 3GPP, рано или поздно появятся другие держатели IP-лицензий, которые будут просить деньги.
3. LoRaWAN также может использоваться клиентами, не являющимися операторами мобильной связи, для внедрения решений. The Things Network - это краудсорсинговая сетевая инициатива с использованием LoRaWAN. Следует отметить, что сети LoRaWAN создают помехи, когда в одной области работает более одной.
   
   

Подробнее:Повышение масштабируемости LoRaWAN

4. NB-IOT, из-за гораздо более высоких скоростей передачи данных, сложности MAC и более мощных базовых станций, будет предлагать более продвинутые функции для маршрутизации, многоадресной рассылки, широковещательной передачи микропрограмм и т. д.

Подводя итог LoRa:

Преимущества LoRa:

• Он идеально подходит для приложений, состоящих из одного здания.
• Вы можете настроить свою собственную сеть и управлять ею.
• LoRa - хороший вариант, если вам нужна двунаправленность, например, функции управления и контроля из-за симметричной связи.
• Устройства LoRa хорошо работают, когда они находятся в движении, что делает их полезными для отслеживания объектов на открытом воздухе, например отправлений.
• У устройств LoRa больше времени автономной работы, чем у устройств NB-IoT.
  
  

Недостатки LoRa:

• Скорость передачи данных ниже, чем у NB-IoT.
• У него большее время задержки, чем у NB-IoT.
• Для работы требуется шлюз (что также во многих случаях является преимуществом).
  
  

Sigfox

Ни одна статья о LPWAN не была бы полной без упоминания Sigfox, компании, которая открыла миру потенциал для устройств IOT использовать соединения с очень низкой пропускной способностью. Sigfox - самая базовая из трех технологий, основные отличия которой заключаются в следующем:

1. У Sigfox самые дешевые радиомодули (<5 долларов по сравнению с ~ 10 долларами для LoRa и 12 долларов для NB-IOT).
2. Sigfox предназначен только для восходящего канала. Хотя возможен ограниченный нисходящий канал, он имеет другой бюджет канала и очень ограничен.
3. Sigfox - это комплексный сетевой и технологический игрок.
   
   

Однако для Sigfox это, похоже, начало конца. На данный момент она не развернула значительных сетей в США и испытывает трудности как компания. Ее бизнес-модель несколько амбициозна, поскольку компания уже потратила сотни миллионов долларов на развертывание сети, за доступ к которой люди платят гроши. Sigfox считает, что сохранение низкой стоимости приложения - это способ привлечь людей на свой рынок, но такое мышление затрудняет получение достаточного дохода. В конце концов, похоже, что Sigfox терпит неудачу (или, по крайней мере, борется) в своих усилиях по развертыванию альтернативной сотовой сети для устройств IoT.

Преимущества Sigfox:

• Он потребляет мало энергии.
• Он хорошо работает для простых устройств, которые передают нечасто, потому что очень медленно отправляют очень небольшие объемы данных.
• Он поддерживает широкую зону покрытия в тех областях, где он расположен.
  
  

Недостатки Sigfox:

• Он развернут не везде, поэтому в настоящее время не будет работать для большого количества сценариев использования.
• Связь лучше направить от конечной точки к базовой станции. Он имеет двунаправленную функциональность, но его пропускная способность от базовой станции до конечной точки ограничена, и у вас будет меньше бюджета канала при сокращении, чем при увеличении.
• Мобильность с устройствами Sigfox затруднена.
  
  

Какая технология LPWAN подходит для вашего случая использования?

Каждая из этих технологий предлагает интересный набор возможностей, хотя следует подчеркнуть, что на сегодняшний день ни одна из них не доступна в большом масштабе в большинстве стран мира. В 2017 году LTE Cat-M1 стала первой общенациональной технологией LPWAN, развернутой в США.

Такие технологии, как LoRa, скорее всего, будут лучше всего использоваться для «дискретных» приложений, таких как умные здания или кампусы, где подключение к мобильной сети не требуется. Если ваш вариант использования выиграет от технологии LoRa, взгляните на Symphony Link. Symphony Link был разработан для преодоления ограничений, связанных с LoRa, но основан на технологии LoRa. Он был специально разработан для корпоративных и промышленных заказчиков, которым требуется масштабируемое и надежное, но в то же время гибкое решение - пользователи Symphony Link имеют возможность добавлять функциональные возможности непосредственно в шлюз через API. Узнайте больше о Symphony Link или поговорите с нами о том, как он может решить вашу проблему с подключением к Интернету вещей.