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LoRa NB-IoT对比分析
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3秒自动关闭窗口谁才是LPWAN之王？NB-IoT和LoRa的产业链对比
谁才是LPWAN之王？NB-IoT和LoRa的产业链对比
伴随着物联网的兴起，低功耗广域网络(LPWAN)应运而生，NB-IoT、LoRa、Sigfox以及RPMA等都是里面的佼佼者，其中，NB-IoT和LoRa的发展更加惹人注目。相比于NB-IoT在中国的火爆程度，LoRa却有些低调。
目前从产业的发展来看，已经形成了由芯片、模组、终端、通讯设备、平台、运营商和应用这七大环节组成的完整产业链，小编搜集了一张NB-IoT和LoRa在各环节的市场集中度的对比图，就让我们从这个视角一起去看看两者有何不同。
图片来源于网络(横向条形的长度表示市场集中度)
首先是产业链上游的芯片领域，NB-IoT和LoRa的差异很是明显。在NB-IoT阵营中，参与芯片研发的玩家主要有高通、英特尔、华为海思、MTK、展讯等，没法形成前2-3家垄断大部分市场的局面，市场集中度会保持在50%以下;而在LoRa阵营中，目前射频芯片供应集中在Semtech一家厂商，占据绝大多数市场份额，从而形成大于80%的市场集中度。
在模组环节，很多NB-IoT模组的出货量还是掌握在原来拥有2G/3G/LTE模组产品线的厂商手中，再加上一些新的厂商陆续入局，故无法形成较高的市场集中度;而在LoRa模组群体中，原有厂商多为中小企业，在LoRa应用越来越多的情况下，还有不少厂商入局，使得整个市场形成相对充分竞争状态，市场集中度较低。
在终端环节中，由于低功耗广域网络通信技术是大量行业、消费终端所需要的，而终端的种类多种多样，因此NB-IoT和LoRa的终端市场极为分散，市场集中度都较低。
在通讯设备和平台环节中，由于华为、爱立信、中兴等通讯设备厂商是NB-IoT标准的核心参与者和推动者，在蜂窝通信市场上，这些主流设备厂商占据绝大多数市场份额，在NB-IoT的商用中，也不可避免占据绝大多数份额，故市场集中度可能达到80%以上;而对于LoRa来说，一开始就有大量中小企业参与LoRa基站设备和管理平台的研发和生产，目前具备整体方案提供能力的厂商很多，因此并不能形成高市场集中度。
在运营商环节，未来的NB-IoT网络运营很有可能集中在三大运营商手里，所以这一领域的市场集中度或为100%;而对于LoRa网络运营来说，由于要满足各类政企行业用户多样化的需求，将来可能会出现多种形式的运营商，因此市场集中度非常低。
至于应用环节，不论是NB-IoT还是LoRa网络，均要面对成千上万多样化的应用需求，因此该环节不会形成高度的市场集中态势。
总结来看，非常明显的是NB-IoT的产业链上多个环节具有高度市场集中度，可以看出这一领域更多是巨头主导;LoRa产业链上芯片环节形成高度市场集中度，其他环节皆是大量参与者的形态。
LoRa的诞生与发展都比NB-IoT要略早，目前，由于国内LoRa方案多由创业公司或中小企业提供，LoRa并没有受到广泛的关注，虽然已规模商用，仍有不少人并不看好这一技术。相比之下，NB-IoT由于有华为以及众运营商的支持，即将迎来商用元年。
NB-IoT与LoRa最大的区别在于是否应用在授权频谱，一位业内人士透露，在利用物联网进行相关应用部署中，由于存在干扰等问题，基于非授权频谱的产品仅应用了几天便出现破坏性问题，这足以看出基于授权频谱的重要性。以LoRa为代表的非授权低功耗广域网络似乎无法实现运营商级网络的部署和运营。从这个角度来说，NB-IoT确实比LoRa更为可靠。
不过，物联网最显著特点就是应用丰富。基于目前的通信市场情况，除了运营商的2G/3G/4G公网，还存在公安、交通、民航、物流、铁路、安防等大量行业的专用网络，针对专网领域，海能达、凯乐科技、普天通信等优秀企业形成了强有力的市场规模，其高速通信依旧仰仗LPWAN。随着LoRa企业级网络方案的推出，将大大拓展专网的市场范畴，形成更为广阔的市场空间。
Actility公司首席执行官Mike Mulica也对媒体表达过相似的观点：“其实NB-IoT和LoRa有不同的应用，在不同的时期，它们也会有不断的变化。现在它们是互补的，但是它们的功能又不同，会服务不同的市场。最终目标就是希望能把物联网以非常低的成本连接起来，并且能够创造出更多的应用。”
因此，NB-IoT和LoRa，两者将在未来很长的一段时间内同生共存、相互补充，共同完善物联网的网络层。
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NB-IoT技术PK LoRa技术 物联网技术之争日趋激烈
来源：C114通信网 作者：佚名日 11:33
[导读] 据Light Reading报道，沃达丰认为，NB-IoT标准的出现，将导致其竞争技术Sigfox和LoRa等的消亡，后者依赖于使用未授权频谱来支持服务。NB-IoT是一种3GPP标准定义的LPWA（低功耗广域网）解决方案，是旨在克服物联网主流蜂窝标准设置中功耗高和距离限制、采用授权频谱的技术之一。
　　知名市场调研机构Gartner的数据显示，2016年预计将有64亿台设备全球联网，到了2020年，这一数字将会增长到208亿台。除了Gartner之外，IMS、IDC诸多机构都给出了类似的预判：联网设备在五年内将增长数倍。
　　通讯标准缺失一直是物联网发展的重要掣肘，从芯片组到操作系统，从网关到应用，各行各业和单独国家标准各自为阵，这就导致终端与网络没法做到真正的&互联互通&。在物联网领域，每个人都深知通信标准统一的重要意义，这需要强有力的企业来推动。沃达丰、华为、法国运营商Orange都在努力。
　　据Light Reading报道，沃达丰认为，NB-IoT标准的出现，将导致其竞争技术Sigfox和LoRa等的消亡，后者依赖于使用未授权频谱来支持服务。
　　NB-IoT是一种3GPP标准定义的LPWA（低功耗广域网）解决方案，是旨在克服物联网主流蜂窝标准设置中功耗高和距离限制、采用授权频谱的技术之一。
　　但是它面临着来自市场上已有的LPWA技术的竞争。这些LPWA竞争对手中最引人注目的包括Sigfox（一家表示正在17个国家推出网络的法国公司）和LoRa（一个更加&开放的&系统，其支持者包括法国运营商Orange和布依格电信）。
　　相反，沃达丰集团则通过近日在其英国总部纽伯里携手华为开放的一个NB-IoT实验室加大了其对NB-IoT技术的支持。该运营商早已是NB-IoT论坛的主要成员之一，这一论坛成立于2015年下半年，旨在促进NB-IoT技术的发展。
　　那些正在探索使用NB-IoT技术来支持商用服务的开发人员和组织，将能够在沃达丰这一实验室测试他们的应用。
　　沃达丰创新和架构主管Matt Beal表示，沃达丰同时还计划全球其他地区开设这样的实验室，但是它们都不支持测试未授权频谱技术。
　　&NB-IoT将粉碎Sigfox和LoRa技术，因为它意味着这些技术不再有存在的必要。&Matt Beal这样告诉媒体。
　　图：沃达丰创新和架构主管Matt Beal
　　Sigfox和LoRa的支持者指出，NB-IoT尚未出现商用部署，并且未来好几年时间内技术成本仍会居高不下。但是Beal驳斥了这样的担忧，他认为，支持NB-IoT的移动运营商要比使用Sigfox和LoRa技术的运营商拥有更大的客户群规模，并且NB-IoT设备制造商将会根据市场对NB-IoT技术的兴趣增长来定价。
　　Beal对前期投资问题也表示乐观，他表示沃达丰80%-90%的基站使用了single RAN技术，因此只需要进行软件升级即可支持NB-IoT。
　　技术战
　　即使如此，确保网络能够支持NB-IoT对于那些运维老式基站的运营商来说，可能仍是一笔比较昂贵的支出。还有一些声音认为，NB-IoT标准不会如预期中那样包含在今年6月发布的3GPP Release 13中，而是会延缓至未来的Release 14中，这可能使NB-IoT的发展受挫。
　　根据业内人士透露，目前NB-IoT标准制定的路障是瑞典爱立信公司和华为公司之间的知识产权角力，3GPP希望避免出现&高通局面&，也即避免出现一家公司占据主导地位的局面。
　　&不要相信这样的话。（技术标准）肯定会在今年6月完成。&沃达丰集团研发首席工程师Luke Ibbetson表示。事实上，Ibbetson认为，NB-IoT的完整商业部署将会在2017年上半年发生。
　　Light Reading表示，这个目标看起来还是挺靠谱的。法国电信运营商Orange此前告诉媒体，它希望到2017年底能够通过3GPP标准提供LPWA技术网络能力。
　　与此同时，Orange正在法国投资一张基于LoRa技术的网络。Orange高管曾暗示，LoRa在3GPP标准出现之前只是一个权宜之计，该运营商的策略表明，它可能会做两手准备。
　　虽然Beal预期NB-IoT会令Sigfox和LoRa消亡，但也有可能Sigfox和LoRa技术的市场地位变得更加稳固，而NB-IoT则一直羽翼未丰&&尤其是其标准化过程一再拖延的话。
　　LoRa联盟一位发言人声称，NB-IoT的下行链路通信效率不及LoRa。这可能使NB-IoT技术不太适合在那些需要从网络向设备传感器发送通信的场景中进行使用。这位发言人还拒绝将LoRa与NB-IoT之间的竞争关系等同于未授权（频谱）技术和授权（频谱）技术之间的争斗，电信运营商们都在寻求避免经常发生在前者的干扰问题。
　　LoRa现在已经可以在授权频段进行部署，不过，上述发言人表示，这样做会导致使用费用的上涨（因为授权频谱的成本摆在那里）。
　　虽然沃达丰似乎永远不可能转向LoRa或Sigfox技术，该运营商的确也在关注3GPP支持的其他针对物联网市场的技术，包括EC-GSM和LTE-M，这些技术也可在特定的场景下发挥一定作用。
　　但是，沃达丰最大的兴趣所在依然是NB-IoT，Beal将其在纽伯里实验室的成立描述为行业发展的一大&催化剂&。&这类似于智能手机世界里面app store的建设&&这是电信运营商app store的开始。&他说。
　　沃达丰认为，到2020年全球将会有24亿个&可寻址的M2M连接&，并且预计其中14亿连接将会依赖于包括NB-IoT在内的LPWA技术。
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一、引言物联网应用需要考虑许多因素，例如节点成本，网络成本，电池寿命，数据传输速率（吞吐率），延迟，移动性，网络覆盖范围以及部署类型等。可以说没有一种技术可以满足IoT所有的需求。NB-IoT和LoRa两种技术具有不同的技术和商业特性，所以在应用场景方面会有不同。这里会针对二者的区别进行阐述，并且对各自适合的应用场景进行说明。二、频段，服务质量和成本LoRa工作在1GHz以下的非授权频段，故在应用时不需要额外付费。NB-IoT和蜂窝通信使用1GHz以下的授权频段。处于500MHz和1GHz之间的频段对于远距离通信是最优的选择，因为天线的实际尺寸和效率是具有相当优势的。LoRaWAN使用免费的非授权频段，并且是异步通信协议，对于电池供电和低成本是最佳的选择。LoRa
和 LoRaWAN
协议，在处理干扰、网络重叠、可伸缩性等方面具有独特的特性，但却不能提供像蜂窝协议一样的服务质量（QoS）。据悉授权的Sub-GHz频段的竞拍，每MHz价格超过5亿美金。蜂窝网络和NB-IoT出于对服务质量（QoS）的考虑，并不能提供类似LoRa一样的电池寿命。由于QoS和高昂的频段使用费，需要确保QoS的应用场景推荐使用蜂窝网络和NB-IoT，而低成本和大量连接是首选项的话LoRa是不错的选择，如下图。三、电池寿命和下行延迟蜂窝网络设计的理念是最优的频段利用率，相应的就牺牲了节点成本和电池寿命。相反，LoRaWAN节点是为了低成本和长电池寿命而生，在频段利用率方面有一定的欠缺。关于电池寿命方面有两个重要的因素需要考虑，节点的电流消耗（峰值电流和平均电流）以及协议内容。LoRaWAN是一种异步的基于ALOHA的协议，也就是说节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠，而蜂窝等同步协议的节点必须定期地联网。例如，现在市面上的手机工作时每1.5s必须与网络进行同步。在NB-IoT中，这种同步变少但是仍然在定期进行，这样就额外的消耗了电池的电量。在蜂窝网络中调制是充分利用频段的有效手段，但是从节点的角度这并不是有效的。蜂窝的调制（OFDM或者FDMA）需要一个线性的发射器来产生调制信号，而一个线性的发射器需要的峰值电流比非线性调制多几个数量级，越高的峰值电流会消耗电池更多的电量。但同步的通信协议在较短的下行延迟方面具有优势，同时NB-IoT可以为需要大量数据吞吐量的应用提供快速的数据传输速率。而LoRaWAN的Class B 通过定期地（编程实现）唤醒终端以收取下行消息而缩短了下行通信的延迟。所以对于需要频繁通信、较短的延迟或者较大数据量的应用来说NB-IoT或许是更好的选择，而对于需要较低的成本、较高的电池寿命和通信并不频繁的场景来说LoRa更好。四、网络覆盖和部署时间表节点工作的本质需求是网络的覆盖，对于NB-IoT来说一个明显的优势是可以通过升级现有的网络设施来提供网络部署，但是这种升级仅限于某些特定的4G/LTE基站，并且花费较高。并且这种升级仅适于已经具有4G/LTE覆盖的城区，对于偏远或者郊区等没有4G覆盖的来说并不合适。NB-IoT标准在16年6月公布，预计模块将于17年上半年量产发布。除网络部署之外，相应的商业化和产业链的建立还需要更长的时间和努力去探索，但是市场需求和机会是否会等待呢？LoRa的整个产业链相对已经较为成熟了，产品也处于“蓄势待发”的状态，同时全球很多国家正在进行或者已经完成了全国性的网络部署。LoRa产业链一个突出优点是每个环节的成员都掌握着自主性，一些大公司正在计划创造一种混合型的商业模型来部署网络和应用。但NB-IoT产业链会受到频段、运营商等限制。五、设备成本,网络成本和混合模型对终端节点来说，LoRaWAN协议比NB-IoT更简单，更容易开发并且对于微处理器的适用和兼容性更好。NB-IoT的调制机制和协议比较复杂，这就需要更复杂的电路和更多的花费，同时NB-IoT和3GPP一样是要收税的。现阶段对于一部手机的税费大概是5美元，但这对于物联网设备来说显得太昂贵了，而且如果贸然的降低税费会引起手机等移动通信市场的价格混乱。所以3GPP组织如何权衡IoT和移动通信两方面税费问题也个大问题。低成本、技术相对成熟的LoRa模块已经可以在市场上找到了，并且升级版还会接踵而至。LoRa联盟没有过多版权和税费的限制使得在LoRa产业链下模块低于4美元是十分可观的。现在市场上的LoRa模块价格一般在7-10美元，但是随着技术的成熟度提高4-5美元并不是大问题。而现在一个LTE模块的价格却很难低于20美元。相对于传统的只依靠“铁塔”部网，对于IoT和LPWAN来说部署需要使用不同模型以降低支出和运营成本。LoRaWAN部署花费更少，因为可以利用传统的信号塔、工业基站甚至是便携式家庭网关来进行。现阶段一个塔式的基站价格大概是1000美元，工业基站价格低于500美元，而家庭式的网关只需要100美元左右。但是对于NB-IoT来说，升级现有的4G
LTE基站的价格保守估计每个不少于15000美元。六、应用举例如之前提到的，没有一种技术可以同时满足IoT应用的所有需求。下面将通过几个具体的应用实例来分析NB-IoT 和LoRa 各自适合的应用场景。A：智能电表在智能电表领域相关的公司和部门需要高速率的数据传输、频繁的通信和低延迟。由于电表是由电源供电的，所以并没有超低功耗和长电池使用寿命的需求。并且还需要对线网进行实时监控以便发现隐患时及时处理。LoRaWAN的ClassＣ可以实现低延迟，但是对于高传输速率和频繁通信的需求NB-IoT是更适合于智能电表的选择。并且电表一般安装在人口密集的地区的固定位置，所以对于运营商部网也较为容易。B：智慧农业对农业来说，低功耗低成本的传感器是迫切需要的。温湿度、二氧化碳、盐碱度等传感器的应用对于农业提高产量、减少水资源的消耗等有重要的意义，这些传感器需要定期地上传数据。LoRa十分适用于这样的场景。而且很多偏远的农场或者耕地并没有覆盖蜂窝网络，更不用说4G/LTE了，所以NB-IoT并不如LoRa一样适合于智慧农业。C：自动化制造工厂机器的运行需要实时的监控，不仅可以保证生产效率而且通过远程监控可以提高人工效率。在工厂的自动化制造和生产中，有许多不同类型的传感器和设备。一些场景需要频繁的通信并且确保良好的服务质量（QoS），这时NB-IoT是较为合适的选择。而一些场景需要低成本的传感器配以低功耗和长寿命的电池来追踪设备、监控状态，这时LoRa便是合理的选择。所以对于自动化生产制造的多样性来说，NB-IoT
和LoRa都有用武之地。D：智能建筑对于建筑的改造，加入温湿度、安全、有害气体、水流监测等传感器并且定时的将监测的信息上传，方便了管理者的监管同时更方便了用户。通常来说这些传感器的通信不需要特别频繁或者保证特别好的服务质量，同时便携式的家庭式网关便可以满足需要。所以该场景LoRa是比较合适的选择。E：零售终端（POS）零售终端（POS）系统往往需要较频繁和高质量的通信，而且这些设备通常有专门供电的设备，所以对于较长的电池使用寿命没有要求。同时对于通信的时效性和低延迟要求较高。所以出于以上考虑NB-IoT比较适合于本应用。F：物流追踪追踪或者定位市场的一个重要的需求就是终端的电池使用寿命。物流追踪可以作为混合型部署的实际案例。物流企业可以根据定位的需要在需要场所部网，可以是仓库或者运输车辆上，这时便携式的基站便派上了用场。LoRa可以提供这样的部署方案，而对于NB-IoT来说追踪范围过大基站的铺设是很大的问题。同时LoRa有一个特点，在高速移动时通信相对于NB-IoT更稳定。出于以上的考虑，LoRa更适合于物流追踪。7、总结IoT领域并没有一个没有争议的选择，每一个应用场景都有自己独特的需求和考虑。本文阐述了NB-IoT和LoRa二者各自的特点和商业模式，相信二者在IoT市场上都将有一席之地。据了解，LoRa联盟与NB-IoT联盟正在火热抢夺物联网市场，由于二者技术特性、适用场景不同，难以一站式满足客户需求。目前，协成智慧有落地成功案例与丰富行业解决方案，又是CLAA（LoRa联盟）与中国NB-IoT产业联盟成员，提供一站式LoRa解决方案（兼容NB-IoT），包含LoRa模组、NB-IoT模组+物联网基站+管理平台软件开源+数据供应等，可定制可开发，市场首选。
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