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

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)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(rèn)為，到2020年物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)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(yù)計(jì)，2025年制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值將達(dá)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(duì)《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求(征求意見稿)》的意見，LoRa在國(guó)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?wù)fLoRa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(xì)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(shí)地利人和，LoRa與NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之爭(zhēng)，高低已經(jīng)立判：LoRa前景堪憂，NB-IoT一片光明。

1、網(wǎng)絡(luò)：

　　NB-IoT廣域覆蓋已成大勢(shì);LoRa難以連續(xù)覆蓋

　　LoRa宣稱有超過50多張商用網(wǎng)絡(luò)，但是缺少主流運(yùn)營(yíng)商參與，前期支持的Orange、比利時(shí)Proximus等，也均開始轉(zhuǎn)型NB-IoT。LoRa網(wǎng)絡(luò)需要完全新建設(shè)備，初期投資大，任何一家廠商難以在短時(shí)間做到連續(xù)覆蓋。

　　這里值得一提的是韓國(guó)運(yùn)營(yíng)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(guó)首爾建設(shè)了數(shù)萬個(gè)LoRa基站，但覆蓋很差，終端設(shè)備僅能在馬路上接收到信號(hào)，在室內(nèi)幾乎無信號(hào)。這樣糟糕的結(jié)果，導(dǎo)致SKT在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域無法與韓國(guó)另外兩家運(yùn)營(yíng)商KT和LG U+競(jìng)爭(zhēng)(這兩家運(yùn)營(yíng)商部署了NB-IoT網(wǎng)絡(luò))。

　　在國(guó)內(nèi)，從2018年的某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)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(jì)算，將來一個(gè)LoRa基站能夠承載的LoRa連接就會(huì)連500個(gè)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(shè)LoRa網(wǎng)絡(luò)性價(jià)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(luò)或委托第三方，也就導(dǎo)致LoRa網(wǎng)絡(luò)需要行業(yè)客戶自己維護(hù)。但是行業(yè)客戶一般都不是通信方面的專家，那么在維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候主要會(huì)依賴第三方，這時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的維護(hù)成本，同時(shí)行業(yè)客戶對(duì)技術(shù)的更新方向和節(jié)奏把控不是特別好，不像運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)比較專業(yè)而且網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量比較穩(wěn)定，所以從這個(gè)角度來講，對(duì)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(luò)，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(yùn)營(yíng)商支持的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，Vodafone、德國(guó)電信、軟銀等56家運(yùn)營(yíng)商均已經(jīng)部署了NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，美國(guó)T-Mobile也已經(jīng)宣布商用了NB-IoT，其余AT&T、Verizon也積極進(jìn)行NB-IoT的商用試點(diǎn)。

　　在國(guó)內(nèi)，借助三大運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的鐵塔和基站，不難實(shí)現(xiàn)NB-IoT廣域覆蓋這一目標(biāo)，而廣域無差別覆蓋的一張網(wǎng)絡(luò)，無疑更有利于全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的誕生。NB-IoT可以依賴現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)商設(shè)備軟件升級(jí)完成，投資少，保護(hù)運(yùn)營(yíng)商原有資產(chǎn)，可以快速完成網(wǎng)絡(luò)部署。目前，中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)部署了接近100萬個(gè)NB-IoT基站。近兩年興起的共享單車，就是在這樣的網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(gè)設(shè)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(luò)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(hù)，干擾等因素可控。NB-IoT基于現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)商的蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，是基于調(diào)度的技術(shù)，哪個(gè)用戶在哪發(fā)是由基站進(jìn)行調(diào)度的，資源使用效率比較高，不會(huì)發(fā)生很多碰撞。而且基于調(diào)度的系統(tǒng)可以進(jìn)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(luò)質(zhì)量。目前國(guó)家對(duì)于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)還沒有專門的法規(guī)、政策，頻譜領(lǐng)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(duì)國(guó)內(nèi)的頻譜進(jìn)行限制，比如限制發(fā)射機(jī)連續(xù)發(fā)射時(shí)間、不能用于組網(wǎng)等，雖然征求意見稿未正式對(duì)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(shí)施的話，對(duì)于非授權(quán)頻譜低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)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(jī)制，有點(diǎn)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(shí)間再發(fā)，一發(fā)生碰撞就要回退回去對(duì)時(shí)延和發(fā)包成功率都有較大影響。這種機(jī)制會(huì)導(dǎo)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(gè)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和內(nèi)核。芯片若受制于人，其后果不堪設(shè)想。LoRa只有Semetch一家美國(guó)公司提供芯片，屬于獨(dú)家壟斷。前段時(shí)間中國(guó)一家主流通信設(shè)備廠商被美國(guó)禁售芯片的事情還歷歷在目。芯片受制于美國(guó)，將使得一個(gè)技術(shù)的發(fā)展完全受制于人，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的主動(dòng)權(quán)都不在自己手里。

　　NB-IoT是3GPP定義的標(biāo)準(zhǔn)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(jià)格問題也已經(jīng)得到解決，剛剛開標(biāo)的聯(lián)通300萬NB-IoT模組，價(jià)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(jià)格還會(huì)進(jìn)一步降低。

4、演進(jìn)

　　NB-IoT將演進(jìn)到5G ，LoRa難以向5G演進(jìn)

　　NB-IoT 在物聯(lián)網(wǎng)低速、低成本領(lǐng)域提供通信支持，滿足不同細(xì)分市場(chǎng)的需求，可以說NB-IoT是5G商用的前奏和基礎(chǔ)。NB-IoT是面向5G的物聯(lián)技術(shù)，將在長(zhǎng)時(shí)間之內(nèi)與NR mMTC共存，并在未來向5G演進(jìn)。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(qiáng)，最終融入5G。

　　而LoRa是某個(gè)公司的私有協(xié)議，難以實(shí)現(xiàn)面向未來長(zhǎng)期的技術(shù)演進(jìn)。要知道，運(yùn)營(yíng)商永遠(yuǎn)要考慮通信技術(shù)的不斷演進(jìn)，如果一個(gè)技術(shù)無法持續(xù)演進(jìn)，就是沒有未來的。如同中國(guó)通信業(yè)某個(gè)特定發(fā)展時(shí)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(gè)聯(lián)盟，較為閉塞。而NB-IOT聯(lián)盟百花齊放，三大運(yùn)營(yíng)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(gè)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(yíng)，水務(wù)、燃?xì)獾却笮托袠I(yè)聯(lián)盟也傾向于NB-IoT，生態(tài)一片欣欣向榮之勢(shì)。

6、應(yīng)用

　　LoRa未見百萬連接項(xiàng)目，NB-IoT應(yīng)用進(jìn)入爆發(fā)期

　　LoRa至今未見較大項(xiàng)目。而NB-IoT已近出現(xiàn)了百萬級(jí)應(yīng)用，比如杭州NB-IoT煙感，已經(jīng)簽約100萬;中部某省市的電動(dòng)車監(jiān)控，已經(jīng)開始規(guī)模試點(diǎn)，部署15萬臺(tái)，目標(biāo)300萬;深圳燃?xì)庖惨呀?jīng)公布了160萬NB-IoT智能燃?xì)獗怼Ｔ谥悄芄S方面，2018年5月，愛立信南京工廠成功部署了第1000個(gè)NB-IoT終端應(yīng)用，標(biāo)志著利用NB-IoT對(duì)工業(yè)制造進(jìn)行智能化改造取得重要的階段性成果。

　　我國(guó)各產(chǎn)業(yè)和行業(yè)在參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，最大的優(yōu)勢(shì)往往來源于規(guī)模優(yōu)勢(shì)。在這樣的邏輯下，我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)伊勢(shì)，就在技術(shù)上相對(duì)聚焦，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，對(duì)于培育整個(gè)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是有利的。明確了標(biāo)準(zhǔn)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(jià)格的降低，平臺(tái)和應(yīng)用的統(tǒng)一，帶來更聚焦的發(fā)展方向。從以上幾個(gè)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(yīng)該及早在LoRa在與NB-IoT之間做出明智的選擇。