nbiot 和 lora 的异同点

NB-IoT（窄带物联网）和 LoRa（长距离）均为低功耗广域物联网（LPWAN）技术，在物联网领域广泛应用。它们既有相同之处，也存在诸多差异，了解这些异同有助于在不同场景中做出合适的技术选择。

一、相同点

（一）低功耗广域物联网属性
二者都属于低功耗广域物联网技术，主要面向物联网中大量低速率、低功耗、广覆盖设备的连接需求 。像智能水表、电表、环境监测传感器这类设备，通常数据传输量不大，对功耗要求高，需要在广域范围内实现稳定连接，NB-IoT 和 LoRa 都能满足这些需求 。在偏远地区的气象监测站，通过部署基于 NB-IoT 或 LoRa 技术的传感器，可将采集到的气象数据传输到数据中心，同时保证设备长时间依靠电池供电运行 。
（二）低频段通信
都使用低于 1GHz 的频段进行通信 。在这个频段下，信号传播损耗相对较小，能够实现较远的通信距离 。与高频段相比，低频段信号绕射能力强，更适合在复杂环境中进行长距离传输 。在城市中，建筑物林立，信号容易受到阻挡，低频段信号能更好地穿透建筑物，确保设备之间的通信稳定 。

二、不同点

（一）定义与本质
1、NB-IoT：是由 3GPP（第三代合作伙伴计划）标准定义的一种蜂窝标准 ，构建于蜂窝网络，只消耗大约 180KHz 的带宽，可直接部署于 GSM 网络、UMTS 网络或 LTE 网络，实现低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接 。它依托现有的蜂窝网络基础设施，具备强大的网络支持和标准化优势 。
2、LoRa：严格来说是 Semtech 拥有的专有调制格式 ，是一种无线数字通信调制技术 。基于 LoRa 技术构建的低功耗广域网协议标准是 LoRaWAN，它定义了数据链路层及以上的通信规则 ，使得基于 LoRa 技术的设备能够有序通信和传输数据 。
（二）网络架构
1、NB-IoT：网络依托现有的蜂窝网络基站 ，终端设备直接与基站进行通信 。基站将数据传输到核心网，再通过核心网连接到互联网或其他应用服务器 。这种架构使得 NB-IoT 的部署相对简单，可利用现有的蜂窝网络基础设施 。在城市智能路灯项目中，路灯上的 NB-IoT 模块能直接与附近基站通信，将路灯状态信息传输到城市管理中心服务器 。
2、LoRa：网络主要由终端节点、网关和服务器组成 。终端节点负责采集数据并通过 LoRa 无线信号发送出去，网关收集终端节点数据，并通过以太网、Wi-Fi 或 4G 等方式将数据转发到服务器 。网关起到连接 LoRa 网络与互联网的桥梁作用 。在智能农业项目中，农田里的传感器作为终端节点，通过 LoRa 将数据发送到田间网关，再由网关传输到远程服务器 。LoRa 需要专用网关才能工作 ，部署时需额外考虑网关的安装、配置和管理 。
（三）频谱使用
1、NB-IoT：服务是同步的并使用授权频段 ，频段授权成本较高，每 MHz 的成本大于 500 美元 。电信运营商可选择在防护频段、4GLTE 频谱或者独立网络中部署 NB-IoT 。使用授权频段能保证网络的稳定性和可靠性，减少干扰 。在智能电表数据传输中，NB-IoT 通过授权频段确保数据准确、及时地传输到电力公司服务器 。
2、LoRa：物联网技术在非授权频谱上工作 ，用户无需向运营商支付频谱使用费用 ，降低了使用成本 。但由于是非授权频谱，可能会存在其他设备的干扰 ，需要合理规划和管理频谱资源 。在一些工业应用场景中，多个基于 LoRa 的设备同时工作时，需通过调整设备工作信道等方式避免干扰 。
（四）通信性能
1、通信距离：NB-IoT 具有 164dB 的链路预算 ，一般通信距离是 15km 。与 GPRS 和 LTE 相比，其链路预算有 20dB 的提升，开阔环境信号覆盖范围可增加七倍 ，室内环境信号覆盖相对较好 。在城市建筑密集区域，能较好地实现室内外设备的通信连接 。LoRa 以其独有的专利技术提供了最大 168dB 的链路预算和 + 20dBm 的功率输出 ，在城市中无线距离范围是 1 - 2 公里，在郊区无线距离最高可达 20km 。在偏远山区的森林防火监测项目中，可实现传感器与监测中心之间的长距离通信 。
2、传输速率：NB-IoT 的传输速率一般在几十 kbps 到 100 多 kbps ，相对能满足一些对数据传输速度有一定要求的应用 。在智能交通系统中，车辆通过 NB-IoT 模块向管理中心传输位置、速度等信息，其传输速率能保证信息及时传递 。LoRa 的传输速率相对较低，通常在几百 bps 到几十 kbps 之间 ，适用于数据量较小、对实时性要求不高的应用场景 。如智能水表、电表等设备，只需定期上传少量读数数据，LoRa 的传输速率可满足需求 。
3、功耗：在蜂窝授权频谱上工作的 NB-IoT，设备必须定时（相对频繁地）进行网络同步 ，这会消耗电量 ，其线性发射器需要的 “峰值电流” 比采用非线性调制的 LoRa 多几个数量级 ，对电池施加额外压力 。如果是较高频采集，如一小时甚至半小时一次，预计 NB-IoT 的功耗将至少是 LoRa 的三倍以上 。不过低频采集（如一月一次）时，NB-IoT 的功耗也可保证数年使用寿命 。而 LoRa 在非授权频谱上工作，基于 ALOHA 的架构中不需要频繁进行网络同步 ，终端应用程序可精确决定设备的 “休眠” 时间 ，电池电量可以轻松保存 ，对于一些电池供电且数据传输频率较低的设备，如环境监测传感器，几个月甚至几年才需要更换一次电池 。
（五）应用场景
1、NB-IoT：直接使用公用网络，适用于需要广泛覆盖和稳定连接的场景 。在城市的智能抄表项目中，可实现水表、电表、燃气表的远程抄表 ，无需人工上门抄表，提高工作效率 。在智能交通领域，可用于车辆的远程监控、智能停车管理等 ，借助运营商的网络覆盖，实现车辆信息的实时传输和管理 。在大城市的智能停车系统中，通过在停车位上安装 NB-IoT 传感器，实时监测车位使用情况，方便车主快速找到空闲车位 。
2、LoRa：很适用于 B 端企业按需自建 ，尤其在公用网络无法覆盖或对数据安全性要求高的场景 。在工厂内部，用于设备状态监测、物流追踪等 ，企业可根据自身需求灵活部署 LoRa 网络，保证数据的安全性和隐私性 。在对数据保密性要求极高的金融机构，通过 LoRa 技术实现内部设备之间的通信，确保数据不被泄露 。在偏远山区的产业，如农业、林业等，由于地理环境复杂，公用网络覆盖困难，LoRa 可以实现长距离、低功耗的通信 ，满足数据采集和传输的需求 。在山区的果园中，通过 LoRa 连接土壤湿度传感器、温度传感器等，实现对果树生长环境的实时监测 。
（六）建设与运营成本
1、NB-IoT：属于运营商建网 ，用户需要承担 NB 模组硬件成本 + NB-IoT 运营商网络租用成本 。尽管国家及运营商有补贴政策，但 NB-IoT 的模组硬件费用、以及运营成本都较高 ，粗略估算 NB-IoT 的总成本大约比 LoRa 高 20 - 30% 。不过这和联网点位数整个系统规模也有关系 ，对于大规模部署的应用场景，由于规模效应，单个设备的成本可能会有所降低 。在大型城市的智能路灯项目中，虽然单个 NB-IoT 模组和网络租用成本较高，但由于设备数量众多，通过与运营商协商，可能会获得更优惠的价格 。
2、LoRa：属于自建网 ，用户需要承担 LoRa 模组成本 + LoRa 基站成本 。每个 LoRa 基站的费用只需几千元 ，但需要考虑基站的部署建设 ，包括基站选址、供电，以及站址协调等问题 。在建设过程中，还需要投入人力进行设备安装、调试和后期维护 。对于一些小型企业或特定区域的应用，由于设备数量相对较少，建设和运营成本相对可控 。在小型工业园区内建设 LoRa 网络，用于设备监控和管理，建设成本相对较低 。
（七）生态系统
1、NB-IoT：相比之下是一个 “新玩家” ，2017 年初才在西班牙进行商业首秀 ，不过随着其发展，也逐渐形成了自己的生态系统 。各大运营商积极推动 NB-IoT 的发展，设备制造商也不断推出支持 NB-IoT 的模组和设备 。在全球范围内，越来越多的企业和开发者开始关注和应用 NB-IoT 技术 。在中国，三大运营商大力建设 NB-IoT 网络，推动了 NB-IoT 在智能抄表、智能交通等领域的应用 。
2、LoRa：的生态系统相对较强 ，已经在许多国家地区被采纳为物联网网络标准 ，包括美国、澳大利亚、新西兰、中国台湾地区和荷兰等 ，在印度也很受欢迎 。LoRa 技术的低成本、广范围、多功能在稳定的生态系统和社区支持中具有优势 ，有众多的设备制造商、系统集成商和应用开发商参与其中 。Semtech 公司采用 “自造 + 授权” 组合的方式推广 LoRa 技术，第三方企业可通过 IP 授权和获取 LoRa 晶圆的方式进行合作开发 ，2018 年，阿里云 IoT 成为全球唯二获得 LoRa IP 授权的公司之一 。

拓展阅读：

1. 如何选择适合自己项目的物联网技术（NB-IoT 或 LoRa）：根据项目的覆盖范围、数据传输频率和量、功耗要求、成本预算以及对数据安全性和网络稳定性的需求等因素综合考虑，对比两者特点后做出选择 。
2. NB-IoT 和 LoRa 的未来发展趋势如何：NB-IoT 将借助运营商网络进一步拓展应用领域，在城市智能化建设中发挥更大作用；LoRa 则会在企业私有网络和对数据安全要求高的场景持续发展，两者也可能出现融合应用的趋势 。
3. 在 NB-IoT 和 LoRa 网络中如何进行设备管理：在 NB-IoT 网络中，可通过运营商提供的管理平台或第三方物联网管理平台进行设备注册、配置、监控和维护；在 LoRa 网络中，通常由企业自行搭建的服务器或借助专业的 LoRa 网络管理平台对设备进行管理 。