LoRa ja NB-IoT võrdlev analüüs, kes on parem
LPWAN-tehnoloogiad, nagu LoRa, pakuvad sidetasandi tuge asjade Interneti arendamiseks. Praegu on Hiina kodumaine LPWAN-tööstus jagatud peamiselt kahte leeri. NB-IOT läheneb suuremahulisele ärile järjest lähemale, samas kui LoRa on kõikjal õitsele puhkenud. Rakenduste puhul tuleb arvestada paljude teguritega, nagu sõlmede maksumus, võrgu maksumus, aku tööiga, andmeedastuskiirus (läbilaskekiirus), latentsusaeg, mobiilsus, võrgu leviala ja juurutuse tüüp. Võib öelda, et ükski tehnoloogia ei suuda täita kõiki IoT vajadusi. NB-IoT ja LoRa tehnoloogiatel on erinevad tehnilised ja kaubanduslikud omadused, seega on erinevad rakendusestsenaariumid. Siin selgitatakse nende kahe erinevust ja selgitatakse mõlema sobivaid rakendusstsenaariume.
Praeguseks on tööstuse arengu seisukohalt moodustatud terviklik tööstusahel, mis koosneb seitsmest lülist: kiibid, moodulid, terminalid, sideseadmed, platvormid, operaatorid ja rakendused. Toimetaja on kogunud tükikese NB-IoT-st ja LoRast iga lingi turukontsentratsiooni võrdlusgraafikusse, vaatame nende kahe erinevust sellest vaatenurgast.
Sagedusribad, teenuse kvaliteet ja maksumus
LoRa töötab litsentseerimata sagedusalas alla 1 GHz, mistõttu rakenduse eest lisatasu ei võeta. NB-IoT ja mobiilside kasutavad alla 1 GHz litsentsitud sagedusribasid. Sagedusriba vahemikus 500MHz kuni 1GHz on optimaalne valik kaugside jaoks, kuna antenni tegelik suurus ja efektiivsus on üsna soodsad.
LoRaWAN kasutab tasuta litsentseerimata sagedusribasid ja on asünkroonne sideprotokoll, mis on parim valik akutoitele ja madalatele kuludele. LoRa ja LoRaWAN protokollidel on ainulaadsed omadused häirete käsitlemisel, võrgu kattumisel, skaleeritavusel jne, kuid need ei paku sama teenuse kvaliteeti (QoS) kui mobiilsideprotokollid. On teatatud, et lubatud alamGHz sagedusala oksjon on üle 500 miljoni USA dollari MHz kohta. Mobiilsidevõrgud ja NB-IoT ei paku teenusekvaliteedi (QoS) probleemide tõttu sama aku kasutusaega kui LoRa. QoS-i ja kõrgsagedusriba kasutustasude tõttu on QoS-i tagamist vajavate rakendusstsenaariumide jaoks soovitatav kasutada mobiilsidevõrke ja NB-IoT-d. LoRa on hea valik, kui eelistatakse madalat hinda ja suurt hulka ühendusi, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Aku tööiga ja allalüli latentsusaeg
Mobiilsidevõrgu disaini kontseptsioon on sagedusriba optimaalne kasutamine, mis ohverdab vastavalt sõlme maksumust ja aku kasutusaega. Vastupidi, LoRaWAN-sõlmed on sündinud madalate kulude ja pika aku kasutusea jaoks ning sagedusribade kasutamisel on teatud puudujääke.
Aku tööea osas tuleb arvestada kahe olulise teguriga: sõlme voolutarve (tipp- ja keskmine vool) ja protokolli sisu. LoRaWAN on asünkroonne ALOHA-põhine protokoll, mis tähendab, et sõlmed võivad vastavalt konkreetsete rakendusstsenaariumide vajadustele kaua või lühidalt magada, samas kui sünkroonsete protokollide (nt mobiilside) sõlmed peavad olema regulaarselt võrku ühendatud. Näiteks turul olevad mobiiltelefonid peavad nüüd töötades iga 1,5 sekundi järel võrguga sünkroniseerima. NB-IoT-s muutub see sünkroonimine harvemaks, kuid toimub siiski regulaarselt, mis kulutab täiendavat akut.
Moduleerimine mobiilsidevõrkudes on tõhus vahend sagedusribade täielikuks ärakasutamiseks, kuid see ei ole sõlmede seisukohast tõhus. Modulaarne modulatsioon (OFDM või FDMA) nõuab moduleeritud signaali genereerimiseks lineaarset saatjat ja lineaarne saatja nõuab suurusjärku rohkem tippvoolu kui mittelineaarne modulatsioon ning suuremad tippvoolud tarbivad akust rohkem energiat.
Kuid sünkroonse sideprotokolli eelised on lühemate allalingi viivituste osas, samas kui NB-IoT võib pakkuda kiiret andmeedastuskiirust rakendustele, mis nõuavad suurt andmeedastusvõimet. Ja LoRaWAN-i klass B lühendab allalingi side viivitust, äratades perioodiliselt (programmeeritud) terminali allalingi sõnumite vastuvõtmiseks.
Seetõttu võib NB-IoT olla parem valik rakenduste jaoks, mis nõuavad sagedast suhtlust, lühikest viivitust või suurt andmemahtu, ning stsenaariumide jaoks, mis nõuavad madalamat kulu, pikemat aku kasutusaega ja harva suhtlemist. Oletame, et LoRa on parem.
Võrgu katvuse ja juurutamise ajaskaala
Sõlme töö põhinõue on võrgu leviala. NB-IoT ilmselge eelis on see, et võrgu juurutamist saab tagada olemasolevate võrguseadmete uuendamisega, kuid see uuendus on piiratud teatud kindlate 4G/LTE tugijaamadega ja kõrgemate kuludega. Ja see täiendus sobib ainult linnapiirkondadele, millel on juba 4G/LTE levi, ja see ei sobi 4G levita kaugematesse või äärelinnapiirkondadesse.
Kogu LoRa tööstuskett on suhteliselt küps ja ka tooted on seisukorras "valmis minema". Samal ajal on paljudes riikides üle maailma käimas või on üleriigilise võrgu juurutamine lõppenud. LoRa tööstusahela silmapaistev eelis on see, et iga lüli liikmetel on autonoomia ja mõned suured ettevõtted kavatsevad luua võrkude ja rakenduste juurutamiseks hübriidse ärimudeli. NB-IoT tööstusahelat piiravad aga sagedusribad ja operaatorid.
Seadmekulud, võrgukulud ja hübriidmudelid
Lõppsõlmede jaoks on LoRaWAN-protokoll lihtsam kui NB-IoT, lihtsam arendada ning mikroprotsessoritega sobivam ja ühilduvam. NB-IoT modulatsioonimehhanism ja protokoll on keerulisemad, mis nõuab keerukamaid ahelaid ja rohkem kulusid. Samal ajal maksustatakse NB-IoT nagu 3GPP. Mobiiltelefoni maks on praeguses etapis umbes 5 dollarit, kuid see on asjade Interneti-seadmete jaoks liiga kallis ja kui maksu tormakas alandada, tekitab see mobiilside, näiteks mobiiltelefonide turul, hinnasegadust. Seetõttu on suur probleem ka see, kuidas 3GPP organisatsioon IoT ja mobiilside maksuküsimusi kaalub.
Odavaid, suhteliselt küpseid LoRa mooduleid võib turult leida juba praegu ja nendele järgneb täiendatud versioon. LoRa Alliance'il ei ole liiga palju autoriõiguste ja maksude piiranguid, mistõttu on moodul vähem kui 4 dollarit LoRa tööstusahelas väga muljetavaldav. Tänapäeval on LoRa moodulite hind turul üldiselt 7-10 USA dollarit, kuid tehnoloogia küpsedes pole 4-5 USA dollarit suur probleem. Ja nüüd on LTE-moodulit alla 20 dollari eest raske saada.
Võrreldes traditsioonilise "raudtorni" võrguga nõuab asjade Interneti ja LPWAN-i kasutuselevõtt kulude ja tegevuskulude vähendamiseks erinevate mudelite kasutamist. LoRaWANi juurutamine on odavam, kuna seda saab teha traditsiooniliste mobiilimastide, tööstuslike tugijaamade või isegi kaasaskantavate koduväravate abil. Praeguses etapis on tornitugijaama hind umbes 1 USA dollar000, tööstusliku tugijaama hind alla 500 USA dollari ja koduvärava hind on vaid umbes 100 USA dollarit. Kuid NB-IoT puhul on olemasolevate 4G LTE tugijaamade uuendamise hind konservatiivsete hinnangute kohaselt vähemalt 15 dollarit000.