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    深度對比:LoRa前景黯淡,NB-IoT一片光明?

    來源:人民郵電報資深記者徐勇

    隨着互聯網、移動互聯網的飛速發展,近年來物聯網迎來爆發期。IDC認為,到2020年物聯網的市場規模將達到1.7萬億美元,最大的需求來自工業。McKinsey預計,2025年製造業物聯網產值將達到2.5萬億美元。因此,近年來,物聯網成為最熱話題。目前已經湧現出多種不同速率的物聯網技術。其中,NB-IoT和LoRa所受的關注度最高。

    本來,隨着2017年年底工信部無線電管理局發布公開徵求對《微功率短距離無線電發射設備技術要求(徵求意見稿)》的意見,LoRa在國內的發展前景已經非常不被看好。但是隨着近日部分企業的涉足,使得坊間傳說LoRa要捲土重來,甚至還有了傳聞說LoRa要成為主流物聯網技術制式,未來還要挑起物聯網發展重任。這使得業內人士不得不出來仔細分析一下兩種技術的優劣。全面分析兩種技術後發現,LoRa前途目前依然困難重重,而NB-IoT得天時地利人和,LoRa與NB-IoT的物聯網技術之爭,高低已經立判:LoRa前景堪憂,NB-IoT一片光明。

    深度對比:LoRa前景黯淡,NB-IoT一片光明?

    網絡:

    NB-IoT廣域覆蓋已成大勢;LoRa難以連續覆蓋

    LoRa宣稱有超過50多張商用網絡,但是缺少主流運營商參與,前期支持的Orange、比利時Proximus等,也均開始轉型NB-IoT。LoRa網絡需要完全新建設備,初期投資大,任何一家廠商難以在短時間做到連續覆蓋。

    這裡值得一提的是韓國運營商SKT的物聯網發展經歷,頗具戲劇性。SKT過度追求建網成本的降低,2016-2017年在韓國首爾建設了數萬個LoRa基站,但覆蓋很差,終端設備僅能在馬路上接收到信號,在室內幾乎無信號。這樣糟糕的結果,導致SKT在物聯網領域無法與韓國另外兩家運營商KT和LG U+競爭(這兩家運營商部署了NB-IoT網絡)。

    在國內,從2018年的某個時間節點開始,LoRa在470-510MHz頻段只能單信道使用,而且單信道帶寬最大不能超過200kHz、最大發射功率不能超過50mW,按上述這種最新配置計算,將來一個LoRa基站能夠承載的LoRa連接就會連500個都到不了,這幾乎從理論上封死了LoRa大規模組網的空間。

    另一方面,垂直行業客戶自己建設LoRa網絡性價比並沒有想象中那麼高。LoRa需要行業客戶自己部署網絡或委託第三方,也就導致LoRa網絡需要行業客戶自己維護。但是行業客戶一般都不是通信方面的專家,那麼在維護網絡的時候主要會依賴第三方,這時會產生大量的維護成本,同時行業客戶對技術的更新方向和節奏把控不是特別好,不像運營商網絡比較專業而且網絡質量比較穩定,所以從這個角度來講,對行業客戶而言, LoRa只不過是看上去很美。

    眾所周知,以NB-IoT為代表的LPWAN網絡,最大的技術特徵就是廣域覆蓋,如今NB-IoT已經是全球主流運營商支持的標準技術,Vodafone、德國電信、軟銀等56家運營商均已經部署了NB-IoT商用網絡,美國T-Mobile也已經宣布商用了NB-IoT,其餘AT&T、Verizon也積極進行NB-IoT的商用試點。

    在國內,藉助三大運營商現有的鐵塔和基站,不難實現NB-IoT廣域覆蓋這一目標,而廣域無差別覆蓋的一張網絡,無疑更有利於全國標準化產品的誕生。NB-IoT可以依賴現有運營商設備軟件升級完成,投資少,保護運營商原有資產,可以快速完成網絡部署。目前,中國三大運營商已經部署了接近100萬個NB-IoT基站。近兩年興起的共享單車,就是在這樣的網絡下才能誕生的商業模式。又比如物流、森林防火、城市公共設施、車聯網等,需要不斷變化連接位置,或者在非常大的範圍內連接多個設備的物聯網商業模式,都需要這樣一張廣域覆蓋的無差別物聯網絡支持才行。

    頻譜:

    NB-IoT授權頻譜工作穩定,LoRa非授權頻譜干擾大不穩定

    NB-IoT基於授權頻譜,所有的頻譜使用是有專業規劃的,且受到法律保護,干擾等因素可控。NB-IoT基於現有運營商的蜂窩移動通信網,是基於調度的技術,哪個用戶在哪發是由基站進行調度的,資源使用效率比較高,不會發生很多碰撞。而且基於調度的系統可以進一步提升通信質量。

    LoRa基於非授權頻譜,干擾等因素不可控,難以保證網絡質量。目前國家對於低功耗廣域網絡暫時還沒有專門的法規、政策,頻譜領域的監管主要還是參考」微功率短距離無線電」管理的規範,而且相關部門的徵求意見稿,也一直想對國內的頻譜進行限制,比如限制發射機連續發射時間、不能用於組網等,雖然徵求意見稿未正式對外發布,但是這是LoRa潛在的不確定因素。而且LoRa發展這幾年,工信部無線電管理局也一直沒有給LoRa終端發頻率許可證。若按《徵求意見稿》的規範正式實施的話,對於非授權頻譜低功耗廣域網絡無疑是一次致命打擊,其中就包括LoRa技術。

    除了頻譜方面,在技術上LoRa技術的通信質量也難以保證。LoRa基於Aloha機制,有點類似於Wi-Fi,需要搶信道發,比如先嘗試發一下,如果發現跟其他人碰撞,那麼只好過一段時間再發,一發生碰撞就要回退回去對時延和發包成功率都有較大影響。這種機制會導致大量無效的碰撞,發送接收效率低。

    芯片:

    LoRa芯片被一家壟斷,NB-IoT芯片走向開放

    芯片是一個產業的基礎和內核。芯片若受制於人,其後果不堪設想。LoRa只有Semetch一家美國公司提供芯片,屬於獨家壟斷。前段時間中國一家主流通信設備廠商被美國禁售芯片的事情還歷歷在目。芯片受制於美國,將使得一個技術的發展完全受制於人,整個產業的主動權都不在自己手裡。

    NB-IoT是3GPP定義的標準協議,全球主流芯片廠商都能夠提供NB-IoT商用芯片,比如高通、MKT、紫光展銳、三星、ARM、華為等,是全球開放協議的產品。並且,隨着NB-IoT芯片發貨量的增多,NB-IoT的價格問題也已經得到解決,剛剛開標的聯通300萬NB-IoT模組,價格已經降到了23元每片,相信隨着NB-IoT使用量的增多,NB-IoT模組的價格還會進一步降低。

    演進:

    NB-IoT將演進到5G ,LoRa難以向5G演進

    NB-IoT 在物聯網低速、低成本領域提供通信支持,滿足不同細分市場的需求,可以說NB-IoT是5G商用的前奏和基礎。NB-IoT是面向5G的物聯技術,將在長時間之內與NR mMTC共存,並在未來向5G演進。具體而言, 3GPP Release 13是首版本,之後Release 14以及Release 15將再持續增強,最終融入5G。

    而LoRa是某個公司的私有協議,難以實現面向未來長期的技術演進。要知道,運營商永遠要考慮通信技術的不斷演進,如果一個技術無法持續演進,就是沒有未來的。如同中國通信業某個特定發展時期的小靈通,即便救得了眼前的急,發展了一些用戶,但是卻沒有前途可言。

    生態:

    NB-IoT百花齊放,LoRa較為閉塞

    任何一種技術的繁榮度離不開生態的繁榮,生態贏則技術贏。這方面 LoRa只有一個聯盟,較為閉塞。而NB-IOT聯盟百花齊放,三大運營商均有自己產業聯盟,NB-IoT物聯網聯盟等多個組織也均在努力孵化生態,眾多大企業,比如海爾、松下、美的等家電巨頭也加入NB-IoT陣營,水務、燃氣等大型行業聯盟也傾向於NB-IoT,生態一片欣欣向榮之勢。

    應用:

    LoRa未見百萬連接項目,NB-IoT應用進入爆發期

    LoRa至今未見較大項目。而NB-IoT已近出現了百萬級應用,比如杭州NB-IoT煙感,已經簽約100萬;中部某省市的電動車監控,已經開始規模試點,部署15萬台,目標300萬;深圳燃氣也已經公布了160萬NB-IoT智能燃氣表。在智能工廠方面,2018年5月,愛立信南京工廠成功部署了第1000個NB-IoT終端應用,標誌着利用NB-IoT對工業製造進行智能化改造取得重要的階段性成果。

    我國各產業和行業在參與國際競爭時,最大的優勢往往來源於規模優勢。在這樣的邏輯下,我國在物聯網伊勢,就在技術上相對聚焦,從長遠看,對於培育整個產業的競爭優勢是有利的。明確了標準以後,也才更有利於產業生態的繁榮,終端模組芯片的量產,帶來價格的降低,平台和應用的統一,帶來更聚焦的發展方向。從以上幾個方面來看,LoRa在與NB-IoT物聯網技術制式之戰中前景黯淡,產業界應該及早在LoRa在與NB-IoT之間做出明智的選擇。

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