LoRa、Sigfox和NB-IoT各體現(xiàn)了哪些優(yōu)勢
總所周知,無線通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的傳輸基礎(chǔ),隨著智慧城市大應(yīng)用發(fā)展火熱,各種技術(shù)推陳出新,紛紛搶占物聯(lián)網(wǎng)市場。在LPWAN技術(shù)里,最熱門的莫過于LoRa、Sigfox和NB-IoT。在物聯(lián)網(wǎng)趨勢中,這三種技術(shù)各自具有什么優(yōu)勢?
在無線通信技術(shù)里,WI-FI、bluetooth、ZigBee、Z-Wave這幾項(xiàng)較早推出的應(yīng)用已經(jīng)于不同領(lǐng)域中奠定發(fā)展基礎(chǔ)。WI-FI適用于大數(shù)據(jù)量的傳輸,比如影音傳輸或者A R/V R等領(lǐng)域,同時(shí)也是一般無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),缺點(diǎn)是耗電量大;藍(lán)牙多用于個(gè)人穿戴式裝置,在聲音領(lǐng)域的應(yīng)用較為成熟;ZigBee和Z-Wave則是在工業(yè)、建筑等自動控制應(yīng)用中成果豐碩。
長距離+省電特性,LPWAN解決物聯(lián)網(wǎng)傳輸難題
談到無線網(wǎng)絡(luò),大家腦中想到的,除了WI-FI之外,大概就是手機(jī)的移動式通信網(wǎng)路了。如今的通訊技術(shù)即將邁入5G,講求更大帶寬、更高速率、更低延遲,當(dāng)然也更耗電,由于是對應(yīng)人與人之間的通訊,因此數(shù)據(jù)傳輸較密集、交換量也更為龐大。針對M2M的通訊,由于裝置的部署范圍通常更寬廣,且無線裝置必須避免頻繁更換電池,LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗廣域網(wǎng))技術(shù)順勢而生,其小數(shù)據(jù)量、長距離傳輸及省電的特性,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域中大放異彩。
較早期的無線傳輸技術(shù),如WI-FI、ZigBee和Z-Wave,通訊傳輸距離頂多只有100公尺,用在智能家居領(lǐng)域,必須再加裝訊號加強(qiáng)的天線或中繼站。若是要滿足智能城市的相關(guān)應(yīng)用,例如環(huán)境監(jiān)測或資產(chǎn)追蹤,傳輸距離可達(dá)20公里的LPWAN技術(shù)顯然能大幅縮減布建成本,只要幾個(gè)機(jī)站就能覆蓋大面積的范圍;以電池作為電力來源,則省略了布線問題,讓傳感器的安裝步驟更簡易。目前最受關(guān)注的LPWAN技術(shù)分別是LoRa、Sigfox和NB-IoT,這三種技術(shù)具有各自的優(yōu)勢,業(yè)主可根據(jù)不同領(lǐng)域及使用需求,選擇最適合的通訊技術(shù)。
低耗能、高范圍傳輸:LoRa與Sigfox大比拚
正如LPWAN的技術(shù)特色,LoRa與Sigfox都具有長距離、低功耗的特點(diǎn),可延長電池壽命,形成大范圍的訊息傳輸。兩者皆使用免授權(quán)的Sub-1GHz ISM頻段,不需額外付出授權(quán)費(fèi)用,且由于電子芯片制造技術(shù)的突破,兩項(xiàng)技術(shù)的硬件制造成本不斷降低,比如去年在臺灣地區(qū)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)啟用的Sigfox,月租費(fèi)最低只要0.4元人民幣。
LoRaWAN是由各產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同推動的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),提供開放式技術(shù),只要取得關(guān)鍵內(nèi)容,就能開發(fā)個(gè)別的應(yīng)用。不同于LoRa的開放性,Sigfox則是由法國同名公司自行開發(fā)的技術(shù),掌握核心網(wǎng)絡(luò)的營運(yùn)和布建,意圖以獨(dú)立營運(yùn)商的角色,在全球進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)基地部署,目前已能同時(shí)在36個(gè)國家和地區(qū)使用可連結(jié)的網(wǎng)域和設(shè)備。以類型來說,LoRa好比小型的私人網(wǎng)域,傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)20公里,只要掌握技術(shù),就能自行架設(shè)基站,自由度更高。
Sigfox則是以全球?yàn)闋I運(yùn)目標(biāo),不斷擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)基地的藍(lán)圖,可提供用戶既有的網(wǎng)絡(luò)布署及云端服務(wù),需要付出額外的月租費(fèi),相對LoRa而言,成本較高,但平臺方案完整,不須額外布建網(wǎng)絡(luò)。Sigfox的傳輸距離可達(dá)50公里,是三種技術(shù)當(dāng)中范圍最廣的,不過為達(dá)到低功耗的目標(biāo),LoRa和Sigfox的每日傳輸次數(shù)都有限制,一天當(dāng)中的傳輸時(shí)間很短,適合發(fā)揮在沒有實(shí)時(shí)通訊需求的領(lǐng)域,比如每日固定回報(bào)數(shù)據(jù)的傳感器,可測量溫濕度、PM2.5等特定環(huán)境數(shù)據(jù),藉由長距離、少次數(shù)的傳輸型態(tài),形成較大面積的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
電信業(yè)者強(qiáng)強(qiáng)推:NB-IoT
另一項(xiàng)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上討論熱烈的技術(shù)是NB-IoT,與前述兩項(xiàng)技術(shù)最大的不同,在于它是由3GPP組織所制定的技術(shù),使用需授權(quán)的GSM和LTE頻段,也就是說,NB-IoT必須藉由電信產(chǎn)業(yè)買下頻段授權(quán),使用者只能透過電信業(yè)者或第三方代理商取得授權(quán)技術(shù)和頻段,才能使用NB-IoT相關(guān)服務(wù)。NB-IoT的優(yōu)勢在于它是由現(xiàn)有電信業(yè)者推出的技術(shù),不需重新布建網(wǎng)絡(luò),只要更新軟件,就能使用現(xiàn)有的4G電信基地臺和相關(guān)設(shè)備。另一方面,采用電信級的網(wǎng)絡(luò),在通訊質(zhì)量和訊息安全性擁有高度的保障。臺灣地區(qū)遠(yuǎn)傳電信目前已推出NB-IoT的搶先體驗(yàn)活動,并預(yù)計(jì)于5月底完成全臺基地升級,只要遠(yuǎn)傳電信能收到訊號的地方,就能使用NB-IoT,裝置月租費(fèi)約為2至12元人民幣。
由此可見,與NB-IoT相比,LoRa和Sigfox由于硬件成本低、功耗更小,因此更適合在小數(shù)據(jù)量、大范圍的傳輸應(yīng)用。LoRa技術(shù)目前的發(fā)展規(guī)模已趨向成熟,且曾與亞太電信及鴻海富鴻網(wǎng)合作,在臺灣地區(qū)已有實(shí)際營運(yùn)成果。雖然傳輸距離不比Sigfox,但傳輸帶寬較高,建設(shè)成本和技術(shù)難度不高,適合在高科技廠區(qū)中建設(shè)封閉型網(wǎng)域,傳輸各類型的感測數(shù)據(jù)。
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