同样是低功耗广域网技术，LoRaWAN®和NB-IoT到底有何区别？

随着物联网快速发展，人们对无线通信技术的要求也越来越高。物联网应用需要考虑的因素很多，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。虽然现在已有很多种网络选择可用于搭建智能的解决方案，但没有一种技术可以做到完全满足物联网所有的需求。

 

 

物联网的核心关键，是利用合适的技术去提高效率，从而解决实际问题。例如提高生活质量、发展当地经济和保护地球等等。目前市面上比较领先和主流的低功耗广域网主要有 LoRaWAN® 和 NB-IoT。下面我们从各方面比较一下两种技术标准。

一、生态系统

LoRaWAN® 有得到 LoRa® 联盟的支持。LoRa® 联盟是国际电信联盟（ITU-T）电信标准化部门认可的一个开放性非营利组织。成员来自世界各地，他们彼此合作并分享经验，从而促进了 LoRaWAN® 标准的成功。LoRaWAN® 标准目前已经被国际电信联盟认可是开放的全球标准，可以提供安全的、电信级的低功耗广域网连接。

 

NB-IoT 目前已经得到了第三代合作伙伴计划 (3GPP) 和 GSMA 的支持。这两个电信标准协会以推广蜂窝网络和器件为共同目标。NB-IoT 现在主要在中国地区应用，并逐步推广至其他地区。

二、频谱

LoRaWAN® 针对超低功耗和远距离应用进行了优化。LoRaWAN® 网络使用的是工业、科学和医疗应用 (ISM)的 sub-GHz 频段，无需授权，网络运营商和器件制造商均可免费访问。

 

NB-IoT 使用的是基于蜂窝（LTE）网络的授权频段，主要针对频谱利用率进行了优化。蜂窝运营商需要为使用这些频段支付高昂的授权费用，因此能够承担 NB-IoT 服务费用的运营商数量有限。

三、部署状态

截至 2022 年 3 月，已有 166 家网络运营商对外提供 LoRaWAN® 连接，有 181 个国家和地区部署了 LoRaWAN® 私有和公共网络。另外，还有超过 2.4 亿个终端节点和 320 万个网关正在运行。

 

据代表 NB-IoT、LTE 和其他移动网络利益的组织 GSMA 称，截至 2022 年 2 月，全世界已经有 62 个国家和地区推出了 NB-IoT。

四、部署选项

LoRaWAN® 网络提供高度灵活的部署选择。它们可以被部署在公共区域或私有区域、开放社区或混合网络当中，也可以随意布置在室内或室外。LoRaWAN® 可以提供强大的信号传播能力，既支持在城市环境中需要深入到建筑物内部或地下的连接，也适合乡村和开阔环境，每个网关能够覆盖 30 英里以上。

 

NB-IoT 使用的是 LTE 蜂窝基础设施。它是室外公共网络，需要有 4G/LTE 蜂窝信号塔。如果传感器超出了基站覆盖范围，是没办法轻易将基站部署到其他地方的。因此，物联网用例去扩展 LTE 网络的成本是十分高昂的。

五、协议

LoRaWAN® 标准可以异步发送数据，也就是说只需要在必要时发送数据。这样一来，现场传感设备的电池试用寿命就会较长，基本上可以延长 10 年以上，电池更换的成本就低很多。这一点也符合 LoRaWAN® 一开始的设计构想，它最开始就是为了实现低器件能耗而设计的。

 

无论是否存在要发送的数据，NB-IoT 都需要保持与蜂窝网络的同步连接。这会使传感器件的电池寿命大大缩短、电池更换成本更高，在许多应用中其成本可能会高到令人望而却步。另外，其高精度电子设备、大量器件堆叠、多频段的频谱设计，还有端到端同步协议，都增加了运行能耗。

六、发射电流

LoRaWAN® 提供 10 dBm 时会产生 18 mA 的发射电流、提供 20 dBm 时会产生 84 mA 的发射电流。调制方面的差异使得 LoRaWAN® 甚至可以由成本很低的电池（包括纽扣电池）供电。

 

NB-IoT 传感器在 23dBm 时会消耗大约 220 mA、在 13dBm 时会消耗大约 100mA，因此它的运行更耗电，需要更频繁地更换电池或使用更大容量的电池。

七、接收电流

LoRaWAN® 为远程传感器提供更低的传感器物料清单成本和更长的电池寿命。约 5mA 的电流信号就能接收，这意味着 LoRaWAN® 运行的整体功耗降低了 3-5 倍。

 

NB-IoT 的接收电流大约是为 40mA。蜂窝网络和器件之间的通信平均需要消耗超过 110mA，一次持续数十秒。对于需要运行 3 年、5 年或 10 年以上的器件，协议开销对电池寿命则有更大的影响。

八、数据传输速率

LoRaWAN® 的数据速率是 293 至 50kbps。LoRaWAN® 标准根据传感器与网关的距离可动态调整数据速率，从而优化信号的传输时间（降低功率预算）从而减少冲突。

 

NB-IoT 在低功率单声道使用中的峰值数据速率大约是 20kbps。

九、链路预算

LoRaWAN® 的最大耦合损耗（MCL）信号根据地区法规的限制而不同。在最佳情形下，链路预算介于 155dB 至 170dB 之间。

 

NB-IoT 需要以低比特率频繁进行重复传输，才能支持远程传感器，这一点增加了功率预算。在最佳情形下，链路预算是 164dB。

十、移动性 

LoRaWAN® 可支持移动传感器，而且可以在资产从一个位置移动到另一位置时对其进行追踪。对于许多应用来说，即使没有 GPS，也可达到足够的精度。LoRaWAN® 非常适合直接的器件到卫星通信，它限制下行链路通信以防止地面器件的干扰，优化电池寿命，在恶劣的无线电条件下能实现高链路预算。

 

NB-IoT 仅限在空闲模式小区重选，并没有针对移动资产追踪进行充分优化。NB-IoT 频繁的下行通信、恶劣无线电条件下消息重复导致的高能耗，对器件到卫星通信而言都是挑战。

 

以上就是 LoRaWAN® 和 NB-IoT 的主要区别。

 

 

 

其实，这两种低功耗广域网技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点，也都适合低功耗的物联网应用。用户在选择时，需要根据自己想构建的生态系统来具体选择。比如：智能电表、智慧农业就比较适合使用 LoRaWAN®，零售终端（POS）、自动化制造等就比较适合使用 NB-IoT。