物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)誰強？看工程師對LoRa與NB-IoT的深度分析

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，近年來物聯(lián)網(wǎng)迎來爆發(fā)期。IDC認為，到2020年物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模將達到1.7萬億美元，最大的需求來自工業(yè)。McKinsey(全球著名管理咨詢公司)預計，2025年制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值將達到2.5萬億美元。因此，近年來物聯(lián)網(wǎng)成為最熱話題。目前已經(jīng)涌現(xiàn)出多種不同速率的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。其中，NB-IoT和LoRa所受的關(guān)注度最高。

　　本來，隨著2017年年底工信部無線電管理局發(fā)布公開征求對《微功率短距離無線電發(fā)射設備技術(shù)要求(征求意見稿)》的意見，LoRa在國內(nèi)的發(fā)展前景已經(jīng)非常不被看好。但是隨著近日部分企業(yè)的涉足，使得坊間傳說LoRa要卷土重來，甚至還有了傳聞說LoRa要成為主流物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制式，未來還要挑起物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展重任。

　　這使得業(yè)內(nèi)人士不得不出來仔細分析一下兩種技術(shù)的優(yōu)劣。全面分析兩種技術(shù)后發(fā)現(xiàn)，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(lián)網(wǎng)技術(shù)之爭，高低已經(jīng)立判：LoRa前景堪憂，NB-IoT一片光明。

　　1、網(wǎng)絡：

　　NB-IoT廣域覆蓋已成大勢;LoRa難以連續(xù)覆蓋

　　LoRa宣稱有超過50多張商用網(wǎng)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(zhuǎn)型NB-IoT。LoRa網(wǎng)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(xù)覆蓋。

　　這里值得一提的是韓國運營商SKT的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展經(jīng)歷，頗具戲劇性。SKT過度追求建網(wǎng)成本的降低，2016-2017年在韓國首爾建設了數(shù)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(nèi)幾乎無信號。這樣糟糕的結(jié)果，導致SKT在物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)絡)。

　　在國內(nèi)，從2018年的某個時間節(jié)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(fā)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(guī)模組網(wǎng)的空間。

　　另一方面，垂直行業(yè)客戶自己建設LoRa網(wǎng)絡性價比并沒有想象中那么高。LoRa需要行業(yè)客戶自己部署網(wǎng)絡或委托第三方，也就導致LoRa網(wǎng)絡需要行業(yè)客戶自己維護。但是行業(yè)客戶一般都不是通信方面的專家，那么在維護網(wǎng)絡的時候主要會依賴第三方，這時會產(chǎn)生大量的維護成本，同時行業(yè)客戶對技術(shù)的更新方向和節(jié)奏把控不是特別好，不像運營商網(wǎng)絡比較專業(yè)而且網(wǎng)絡質(zhì)量比較穩(wěn)定，所以從這個角度來講，對行業(yè)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(wǎng)絡，最大的技術(shù)特征就是廣域覆蓋，如今NB-IoT已經(jīng)是全球主流運營商支持的標準技術(shù)，Vodafone、德國電信、軟銀等56家運營商均已經(jīng)部署了NB-IoT商用網(wǎng)絡，美國T-Mobile也已經(jīng)宣布商用了NB-IoT，其余AT&T、Verizon也積極進行NB-IoT的商用試點。

　　在國內(nèi)，借助三大運營商現(xiàn)有的鐵塔和基站，不難實現(xiàn)NB-IoT廣域覆蓋這一目標，而廣域無差別覆蓋的一張網(wǎng)絡，無疑更有利于全國標準化產(chǎn)品的誕生。NB-IoT可以依賴現(xiàn)有運營商設備軟件升級完成，投資少，保護運營商原有資產(chǎn)，可以快速完成網(wǎng)絡部署。目前，中國三大運營商已經(jīng)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(wǎng)絡下才能誕生的商業(yè)模式。又比如物流、森林防火、城市公共設施、車聯(lián)網(wǎng)等，需要不斷變化連接位置，或者在非常大的范圍內(nèi)連接多個設備的物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式，都需要這樣一張廣域覆蓋的無差別物聯(lián)網(wǎng)絡支持才行。

　　2、頻譜

　　NB-IoT授權(quán)頻譜工作穩(wěn)定，LoRa非授權(quán)頻譜干擾大不穩(wěn)定

　　NB-IoT基于授權(quán)頻譜，所有的頻譜使用是有專業(yè)規(guī)劃的，且受到法律保護，干擾等因素可控。NB-IoT基于現(xiàn)有運營商的蜂窩移動通信網(wǎng)，是基于調(diào)度的技術(shù)，哪個用戶在哪發(fā)是由基站進行調(diào)度的，資源使用效率比較高，不會發(fā)生很多碰撞。而且基于調(diào)度的系統(tǒng)可以進一步提升通信質(zhì)量。

　　LoRa基于非授權(quán)頻譜，干擾等因素不可控，難以保證網(wǎng)絡質(zhì)量。目前國家對于低功耗廣域網(wǎng)絡暫時還沒有專門的法規(guī)、政策，頻譜領域的監(jiān)管主要還是參考”微功率短距離無線電”管理的規(guī)范，而且相關(guān)部門的征求意見稿，也一直想對國內(nèi)的頻譜進行限制，比如限制發(fā)射機連續(xù)發(fā)射時間、不能用于組網(wǎng)等，雖然征求意見稿未正式對外發(fā)布，但是這是LoRa潛在的不確定因素。而且LoRa發(fā)展這幾年，工信部無線電管理局也一直沒有給LoRa終端發(fā)頻率許可證。若按《征求意見稿》的規(guī)范正式實施的話，對于非授權(quán)頻譜低功耗廣域網(wǎng)絡無疑是一次致命打擊，其中就包括LoRa技術(shù)。

　　除了頻譜方面，在技術(shù)上LoRa技術(shù)的通信質(zhì)量也難以保證。LoRa基于Aloha機制，有點類似于Wi-Fi，需要搶信道發(fā)，比如先嘗試發(fā)一下，如果發(fā)現(xiàn)跟其他人碰撞，那么只好過一段時間再發(fā)，一發(fā)生碰撞就要回退回去對時延和發(fā)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(fā)送接收效率低。

　　3、芯片

　　LoRa芯片被一家壟斷，NB-IoT芯片走向開放

　　芯片是一個產(chǎn)業(yè)的基礎和內(nèi)核。芯片若受制于人，其后果不堪設想。LoRa只有Semetch一家美國公司提供芯片，屬于獨家壟斷。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。芯片受制于美國，將使得一個技術(shù)的發(fā)展完全受制于人，整個產(chǎn)業(yè)的主動權(quán)都不在自己手里。

　　NB-IoT是3GPP定義的標準協(xié)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(xié)議的產(chǎn)品。并且，隨著NB-IoT芯片發(fā)貨量的增多，NB-IoT的價格問題也已經(jīng)得到解決，剛剛開標的聯(lián)通300萬NB-IoT模組，價格已經(jīng)降到了23元每片，相信隨著NB-IoT使用量的增多，NB-IoT模組的價格還會進一步降低。

　　4、演進

　　NB-IoT將演進到5G ，LoRa難以向5G演進

　　NB-IoT 在物聯(lián)網(wǎng)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(lián)技術(shù)，將在長時間之內(nèi)與NR mMTC共存，并在未來向5G演進。具體而言， 3GPP Release 13是首版本，之后Release 14以及Release 15將再持續(xù)增強，最終融入5G。

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

　　5、生態(tài)

　　NB-IoT百花齊放，LoRa較為閉塞

　　任何一種技術(shù)的繁榮度離不開生態(tài)的繁榮，生態(tài)贏則技術(shù)贏。這方面 LoRa只有一個聯(lián)盟，較為閉塞。而NB-IOT聯(lián)盟百花齊放，三大運營商均有自己產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟等多個組織也均在努力孵化生態(tài)，眾多大企業(yè)，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(yè)聯(lián)盟也傾向于NB-IoT，生態(tài)一片欣欣向榮之勢。

　　6、應用

　　LoRa未見百萬連接項目，NB-IoT應用進入爆發(fā)期

　　LoRa至今未見較大項目。而NB-IoT已近出現(xiàn)了百萬級應用，比如杭州NB-IoT煙感，已經(jīng)簽約100萬;中部某省市的電動車監(jiān)控，已經(jīng)開始規(guī)模試點，部署15萬臺，目標300萬;深圳燃氣也已經(jīng)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，標志著利用NB-IoT對工業(yè)制造進行智能化改造取得重要的階段性成果。

　　我國各產(chǎn)業(yè)和行業(yè)在參與國際競爭時，最大的優(yōu)勢往往來源于規(guī)模優(yōu)勢。在這樣的邏輯下，我國在物聯(lián)網(wǎng)伊勢，就在技術(shù)上相對聚焦，從長遠看，對于培育整個產(chǎn)業(yè)的競爭優(yōu)勢是有利的。明確了標準以后，也才更有利于產(chǎn)業(yè)生態(tài)的繁榮，終端模組芯片的量產(chǎn)，帶來價格的降低，平臺和應用的統(tǒng)一，帶來更聚焦的發(fā)展方向。從以上幾個方面來看，LoRa在與NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制式之戰(zhàn)中前景黯淡，產(chǎn)業(yè)界應該及早在LoRa在與NB-IoT之間做出明智的選擇。