lora 和 nbiot 的区别比较

LoRa 和 NB-IoT 作为低功耗广域物联网（LPWAN）领域的重要技术，在定义、本质、网络架构、频谱使用、应用场景等方面存在显著区别，这些差异决定了它们在不同场景下的适用性。

（一）LoRa 定义与本质LoRa 是 Long Range 的缩写，是一种无线数字通信调制技术 ，最早由法国创业公司 Cycleo 研发，后被美国半导体企业 Semtech 收购。Semtech 基于该技术开发了一整套 LoRa 通信芯片解决方案，并从 2013 年开始推广。严格来说，LoRa 是 Semtech 拥有的专有调制格式 ，常被用于构建低功耗广域网。而在 LoRa 技术环境中运行的 LPWAN 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 技术的设备能够进行有序的通信和数据传输。（二）NB-IoT 定义与本质NB-IoT 即 Narrow Band Internet of Things，窄带物联网 ，是 IoT 领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网 (LPWAN) 。它构建于蜂窝网络，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，以降低部署成本、实现平滑升级 。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 ，这意味着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。

（一）LoRa 网络架构LoRa 网络主要由终端节点、网关和服务器组成 。终端节点是连接各种设备的传感器或执行器，负责采集数据并通过 LoRa 无线信号发送出去。网关则负责收集终端节点发送的数据，并通过以太网、Wi-Fi 或 4G 等方式将数据转发到服务器 。网关起到了一个桥梁的作用，将 LoRa 网络与互联网连接起来 。在一个智能农业项目中，农田里的土壤湿度传感器、温度传感器等作为终端节点，通过 LoRa 将数据发送到部署在田间的网关，网关再将数据传输到远程服务器，实现对农田环境的实时监测。LoRa 需要专用网关才能工作 ，这意味着在部署 LoRa 网络时，需要额外考虑网关的安装、配置和管理 。（二）NB-IoT 网络架构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，因为它可以利用现有的蜂窝网络基础设施 。华为一位高级官员介绍，NB-IoT 的基础设施是直接连接基站和传感器设立的 ，无需像 LoRa 那样依赖专用网关 。在城市智能路灯项目中，每个路灯上的 NB-IoT 模块可以直接与附近的基站通信，将路灯的状态信息（如开关状态、亮度等）传输到城市管理中心的服务器，实现对路灯的远程监控和管理。

（一）LoRa 频谱使用LoRa 物联网技术在非授权频谱上工作 ，这意味着用户无需向运营商支付频谱使用费用 ，降低了使用成本 。LoRa 和 NB-IoT 都使用低于 1GHz 的频段 ，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 。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，可能会有多个基于 LoRa 的设备同时工作，此时需要通过调整设备的工作信道等方式来避免干扰。（二）NB-IoT 频谱使用NB-IoT 服务是同步的并使用授权频段 ，频段授权的成本并不低 ，每 MHz 的成本大于 500 美元 。电信运营商可以选择在防护频段、4GLTE 频谱、或者独立网络中部署 NB-IoT 。使用授权频段的好处是能够保证网络的稳定性和可靠性 ，减少干扰 。在一些对数据传输稳定性要求较高的应用场景，如智能电表数据传输，NB-IoT 能够通过授权频段确保数据准确、及时地传输到电力公司的服务器。

（一）通信距离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 。在一些偏远山区的森林防火监测项目中，通过 LoRa 技术可以实现传感器与监测中心之间的长距离通信。NB-IoT 具有 164dB 的链路预算 ，一般地，其通信距离是 15km 。与 GPRS 和 LTE 相比，NB-IoT 链路预算有 20dB 的提升，开阔环境信号覆盖范围可以增加七倍 ，20dB 相当于信号穿透建筑外壁发生的损失，所以 NB-IoT 室内环境的信号覆盖相对要好 。在城市建筑密集区域，NB-IoT 能够较好地实现室内外设备的通信连接。（二）传输速率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，只需定期上传少量的读数数据，LoRa 的传输速率能够满足需求。NB-IoT 的传输速率一般在几十 kbps 到 100 多 kbps ，相对 LoRa 来说稍高一些 ，可以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，NB-IoT 的传输速率能够保证信息的及时传递。（三）功耗在功耗方面，LoRa 表现较好 。由于 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 ，终端应用程序可以精确决定设备的 “休眠” 时间 ，因此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。NB-IoT 在蜂窝授权频谱上工作，设备必须定时（相对频繁地）进行网络同步 ，这相应会消耗电量 ，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，如果是低频采集，如一月一次，NB-IoT 的功耗也可保证数年使用寿命，完全可以支撑应用 。

（一）LoRa 应用场景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 ，企业可以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 。在一些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。（二）NB-IoT 应用场景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，通过 NB-IoT 技术可以实现水表、电表、燃气表的远程抄表 ，无需人工上门抄表，提高了工作效率 。在智能交通领域，NB-IoT 可以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 。在一些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。

（一）LoRa 建设与运营成本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 。在一个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。（二）NB-IoT 建设与运营成本NB-IoT 属于运营商建网 ，用户需要承担的是 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 。在一个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。

（一）LoRa 生态系统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 。（二）NB-IoT 生态系统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。

1. 如何搭建一个简单的 LoRa 网络：准备好 LoRa 终端节点、LoRa 网关和服务器，将终端节点与传感器连接，设置好节点参数；安装并配置 LoRa 网关，使其与终端节点和服务器通信；在服务器上部署相应的软件，实现数据的接收和处理 。2. NB-IoT 设备如何进行网络注册：NB-IoT 设备开机后，通过基站向核心网发送附着请求，核心网对设备进行身份验证，验证通过后为设备分配 IP 地址等资源，完成网络注册 。3. LoRa 和 NB-IoT 能否在同一项目中结合使用：可以，在一些复杂的物联网项目中，对于数据安全性要求高、距离较远且对实时性要求不高的部分使用 LoRa；对于需要广泛覆盖、实时性要求较高的部分使用 NB-IoT ，通过合理的架构设计实现二者的优势互补 。