NB-IoT и LoRaWAN

Для беспроводного подключения Internet of Things обычно используется 2 стандарта Low-power Wide-area Network – NB-IoT и LoRaWAN.

LoRa – это технология модуляции, обеспечивающая большую дальность связи по сравнению с любыми другими стандартами. Правами на эту технологию владеет американская корпорация Semtech. В 2012 году она выкупила патент на эту технологию у французской корпорации Cycleo.

Разработкой NB-IoT занимался один из самых консорциумов в сфере разработки спецификаций для мобильной связи – 3GPP. В качестве базы для разработки использовались уже имеющиеся стандарты сотовой связи. Спецификация NB-IoT выпущена в двух вариантах. Один стандарт разработан компаниями Intel, Ericsson и Nokia, второй – Huawei и Vodafone.

Для сравнения представленных LPWAN-стандартов следует рассмотреть следующие параметры:

• особенности развертывания;
• синхронизация;
• автономность;
• скорость передачи информации;
• пропускная полоса;
• покрытие сети;
• сценарий развертывания;
• коэффициент затрат;
• экосистема.

Особенности развертывания

NB-IoT считается стандартом мобильной связи. Следовательно, для функционирования базовых станций потребуется оформление соответствующей лицензии. Этот нюанс наверняка отпугнет компании, которые ранее не работали на рынке сотовой связи. Развертывание сети с нуля вынуждает инвестировать очень большие деньги. Не стоит забывать и о том, что новички этого рынка вряд ли смогут достойно конкурировать с корпорациями, которые предоставляют 2G/3G/4G услуги на протяжении многих лет. Поэтому данный стандарт актуален, прежде всего, для «старожилов» рынка сотовой связи, которым для запуска сервисов NB-IoT нужно всего лишь обновить имеющиеся станции.

LoRaWAN функционирует в среде, которая не является мобильным стандартом. Учитывая этот факт, для обеспечения работы LoRaWAN нет нужды получать лицензии на применение частот.

Синхронизация

Устройства, которые функционируют в NB-IoT, должны предварительно синхронизироваться. Без синхронизации получение и отправка сообщений будет невозможна. Стоит заметить, что постоянная синхронизация способствует более быстрой разрядке аккумулятора устройства.

Сеть LoRaWAN работает по-другому. Если устройству не нужно передавать данные, оно «спит» и не требует синхронизации. За счет этого обеспечивается экономия заряда. В этой сети можно задать передачу информации независимо от времени.

Автономность

С учетом того, что NB-IoT функционирует исключительно в лицензированном спектре частот, устройствам приходится проходить синхронизацию очень часто. Из-за этого батарея аккумулятора расходуется достаточно быстро.

LoRaWAN не требует синхронизации. За счет этого обеспечивается сохранение заряда аккумулятора. Таким образом, автономность устройств, функционирующих на стандарте LoRaWAN, в несколько раз выше, чем у аналогов, которые работают в других LPWAN.

Передача информации

В NB-IoT информация передается со скоростью 200 Кб/с. В LoRaWAN это показатель колеблется в диапазоне от 300 бит/с до 50 Кб/с. Эти показатели позволяют утверждать, что протокол IoT актуален для более требовательных приложений. В LoRaWAN средний показатель скорости информации составляет 11 Кб/с.

Пропускная полоса

NB-IoT имеет большую пропускную способность канала связи (180 кГц). Для работы LoRa достаточно 120 кГц.

Покрытие

Считается, что NB-IoT на порядок лучше функционирует в условиях больших городов. А вот в пригородных районах производительность NB-IoT будет избыточной. Покрытие LoRaWAN более устойчиво к условиям местности. Учитывая минимальные вложения, необходимые для обеспечения работы LoRaWAN, данный критерий выбора в пользу этой сети.

Применение

LoRaWAN – это идеальный вариант для устройств, независящих от скорости передачи информации. При этом данные устройства должны гарантировать максимально продолжительный срок эксплуатации аккумулятора при незначительных затратах на техобслуживание. NB-IoT является оптимальным вариантом для приложений, предусматривающих постоянный прием или отправку сообщений и нуждающихся в минимальном времени задержки.

Развертывание

LoRa применяется не только в сфере сотовой связи. А вот NB-IoT предназначен для применения исключительно крупными мобильными операторами. Частные компании никогда не используют эту технологию в своих сетях. Для этого идеально подходит LoRa. Большие компании имеют возможность без проблем совмещать обе технологии для реализации таких проектов, как «умная фабрика».

Коэффициент затрат

В пользу LoRaWAN также говорит тот факт, что суммарные расходы на новое развертывание этой сети на порядок меньше затрат, необходимых для строительство NB-IoT с нуля. Например, в Амстердаме, площадь которого равна 219 км2, было установлено десять базовых станций. Таким образом, стоимость развертывания сети LoRaWAN составила всего лишь 12 000 долларов.

Экосистема

Стандарт LoRaWAN сегодня используется в более чем 40 странах. В частности, этот стандарт принят в Соединенных Штатах, Голландии, Австралии и на Тайване.

LoRa значительно шире экосистемы NB-IoT. Эта экосистема состоит из более чем 500 корпораций, занимающихся разработкой ПО и производством аппаратных средств. В этот перечень также входят операторы связи. В нашей стране решения на этом стандарте предоставляют «Смартико», «ЛоРа Линк» и множество других компаний.

Согласно официальной статистики ассоциации GSM, в 2017 году проводилось тестирование более чем 40 сетей, работающих на NB-IoT. При этом лишь 4 сети продолжили полноценно работать после завершения тестирования. Такие показатели позволяют утверждать, экосистема NB-IoT еще нескоро сможет настичь LoRaWAN.

Выводы

Оба представленных LPWAN-стандарта имеют свои плюсы и минусы. Тем не менее по большинству параметров предпочтение можно отдать стандарту LoRaWAN. При этом данные стандарты наверняка будут и дальше дружно существовать, обслуживая различные сегменты IoT-рынков.