LoRaWAN против NB-IoT: сравнение стандартов

Ожидается, что объём мирового рынка LPWAN с $0,5 млрд по итогам 2015 года к 2022 году вырастет до $46 млрд в 2022 году. Резкий рост спроса на LPWAN-решения обусловлен несколькими ключевыми факторами. Так, современные датчики способны контролировать множество критически важных показателей на производстве. Сенсоры год от года становятся «умнее», в том числе благодаря использованию технологий искусственного интеллекта. Растут требования предприятий к сервисам IoT. Заказчиков интересуют доступность инструментов, низкая стоимость обслуживания, простота развертывания и т.д.

Рассмотрим детально характеристики двух современных LPWAN-стандартов – LoRaWAN и NB-IoT.

LoRa – это запатентованное частотное расширение частотного спектра. В 2008 году патент на технологию получила компания Cycleo (Франция), а в 2012 году Cycleo приобрела Semtech (США). 

NB-IoT разработана группой 3GPP на базе существующих стандартов мобильной связи. Существует два основных варианта этой спецификации: один выпущен Nokia, Ericsson и Intel, а другой - Vodafone & Huawei. 

1. Простота развертывания

NB-IoT – это стандарт сотовой связи, поэтому для работы базовых станций необходимо получить лицензию. Вряд ли NB-IoT отважится развернуть компания, ранее не присутствовавшая на рынке мобильной связи. Строительство сети с ноля для охвата мегаполиса потребует существенных инвестиций. К тому же новичкам будет сложно конкурировать с компаниями, оказывающими традиционные услуги 2G/3G/4G на протяжении десятилетий. «Старожилам», к примеру, достаточно программно обновить существующие базовые станции, чтобы запустить сервисы NB-IoT.

LoRaWAN – стандарт протокола LPWAN, работающий в технологической среде LoRa. LoRa - это тип модуляции для связи IoT. LoRa не является сотовым стандартом. Для работы LoRaWAN не требуется получение лицензий на использование частот.

2. Синхронизация

Так как сеть NB-IoT относится к сотовой связи, то устройства, работающие в ней, должны «просыпаться» и синхронизироваться с сетью. В противном случае получить или отправить сообщение не удастся. Каждый сеанс синхронизации отнимает у аккумулятора устройства заряд энергии

Оборудование в сети LoRaWAN работает совершенно иначе. Асинхронная отправка данных подразумевает передачу данных только тогда, когда эти данные есть. Пока устройству нечего передавать, оно «спит», экономя энергию. Специалисты могут задать отправку данных по расписанию или вне зависимости от времени.

3. Время автономной работы

Поскольку NB-IoT работает в лицензированном спектре частот, устройства должны синхронизироваться с сетью относительно часто. Это, в свою очередь, расходует батарею.

В архитектуре LoRa синхронизация с сетью не требуется. В асинхронных диапазонах, только природа конечного приложения определяет, как долго устройство может «спать». Следовательно, это помогает сохранить заряд батареи. Ранее эксперты ассоциации GSMA провели множественные тесты работы LPWAN. Выяснилось, что автономность LoRaWAN-устройств в три-пять раз выше, чем у девайсов, работающих в других LPWAN.

4. Скорость передачи данных

Средняя скорость передачи данных в сетях NB-IoT – 200 Кбит/с, в сетях LoRaWAN – от 300 бит/с до 50Кбит в секунду. NB-IoT - это более эффективный протокол IoT для «более быстрых» приложений. Для большинства случаев использования устройствам LoRaWAN вполне достаточно скорости передачи данных в 11 килобит в секунду.

5. Пропускная полоса

NB-IoT обычно работает на более высокой пропускной способности, чем LoRaWAN. Требования к пропускной способности сигнала, обозначенные 3GPP, составляют 180 кГц. LoRa требуется лишь 125 КГц.

6. Покрытие сети

NB-IoT лучше всего работает в сложных городских районах. Производительность сети будет избыточной в пригородных или сельских районах. LoRaWAN не полагается на мобильные данные и ее покрытие остается относительно устойчивым вне зависимости от условий местности. Более низкие инвестиции, необходимые для LoRa, в значительной степени действуют в ее пользу.

7. Случаи применения

LoRaWAN считается идеальной для приложений и устройств, которые нетребовательны к скоростям передачи данных и количестве отправляемых данных. Однако устройства должны обеспечивать длительный срок службы батареи при минимальных затратах на техническое обслуживание. NB-IoT наилучшим образом подходит для приложений, требовательным к времени задержки (оно должно быть минимальным) и регулярному приему и отправке сообщений.

8. Сценарии развертывания

Технология LoRa может использоваться как операторами, работающими в сфере мобильной связи, так и не имеющими отношения к этой сфере. NB-IoT могут развивать только мобильные игроки с именем. NB-IoT не используется частными предприятиями в их собственных сетях, в то время как LoRa подходит для этого. Крупные предприятия относительно просто смогут создавать гибридные модели IoT с LoRa, например, для реализации проектов «умная фабрика», и одновременно использовать общественную сеть для работы вне объекта. Использование NB-IoT ограничено только публичными моделями.

9. Коэффициент затрат

Общая стоимость модулей LoRaWAN составляет примерно в $8-$10, что в два раза дешевле модулей LTE, такие как NB-IoT. Затраты на новое развертывание LoRaWAN гораздо ниже, чем на строительство NB-IoT с ноля. Для охвата Амстердама, столицы Нидерландов, чья площадь составляет 219 кв. км., потребовалось установить 10 базовых станций. Стоимость каждой станции составила лишь $1,2 тыс.

10. Экосистема

Услуги связи LoRaWAN доступны в 40 странах мира и 250 городах. LoRaWAN уже принят в качестве стандарта сети IoT во многих странах, включая США, Австралию, Новую Зеландию, Тайвань и Нидерланды. Экосистема LoRa намного шире экосистемы NB-IoT. Например, в LoRa Alliance входит более 500 компаний – разработчиков аппаратного и программного обеспечения и операторы связи LoRaWAN. В России решения на LoRaWAN предлагают такие компании, как «Орион Система», «ЛоРа Линк», «Смартико» и др.

По данным GSMA, в апреле 2017 года в мире тестировались 40 NB-IoT сетей и только четыре сети начали полноценную работу. Вероятно, что NB-IoT по широте экосистемы сможет догнать LoRaWAN только через несколько лет.

Резюме

LoRa и NB-IoT имеют свои достоинства и недостатки. Однако, по большинству критериев, таких, как простота развертывания, экосистема, возможности развертывания, время автономной работы, эксплуатация в частных сетях, коэффициент затрат LoRaWAN превосходит NB-IoT. И все же эти два стандарта могут дружно сосуществовать друг с другом, обслуживая разные сегменты глобальных IoT-рынков. 

Справка об Агентстве «Цифровая Россия»

Агентство «Цифровая Россия», которое организовал медиаресурс iot.ru – это сообщество экспертов и профессионалов, представляющих лучшие высокотехнологичные компании на рынке. Агентство предлагает заказчикам любого масштаба цифровые решения и продукты для оптимизации процессов и разработки новых бизнес-моделей. В практическом смысле это выражается в определении «цифровой» потребности клиента и интеграции наиболее подходящих решений.

Для кого работает Агентство?

Для всех, кому необходима цифровизация. Оборудовать дом умными счетчиками по сбору данных, установить датчики на производстве, оцифровать документооборот в компании, поставить умные остановки и умные фонари на улицах и многое другое – если перед вами стоит одна из подобных задач, то мы работаем для вас!

Все подробности и возможность оставить заявку - https://agency.iot.ru/