LoRa、Sigfox和NB-IoT各體現了哪些優勢

總所周知,無線通信技術是物聯網的傳輸基礎,隨著智慧城市大應用發展火熱,各種技術推陳出新,紛紛搶佔物聯網市場。在LPWAN技術裡,最熱門的莫過於LoRa、Sigfox和NB-IoT。在物聯網趨勢中,這三種技術各自具有什麼優勢?

在無線通信技術裡,WI-FI、bluetooth、ZigBee、Z-Wave這幾項較早推出的應用已經於不同領域中奠定發展基礎。WI-FI適用於大數據量的傳輸,比如影音傳輸或者A R/V R等領域,同時也是一般無線網絡的基礎,缺點是耗電量大;藍牙多用於個人穿戴式裝置,在聲音領域的應用較為成熟;ZigBee和Z-Wave則是在工業、建築等自動控制應用中成果豐碩。

長距離+省電特性,LPWAN解決物聯網傳輸難題

談到無線網絡,大家腦中想到的,除了WI-FI之外,大概就是手機的移動式通信網路了。如今的通訊技術即將邁入5G,講求更大帶寬、更高速率、更低延遲,當然也更耗電,由於是對應人與人之間的通訊,因此數據傳輸較密集、交換量也更為龐大。針對M2M的通訊,由於裝置的部署範圍通常更寬廣,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)技術順勢而生,其小數據量、長距離傳輸及省電的特性,在物聯網應用領域中大放異彩。

LoRa、Sigfox和NB-IoT各體現了哪些優勢

較早期的無線傳輸技術,如WI-FI、ZigBee和Z-Wave,通訊傳輸距離頂多只有100公尺,用在智能家居領域,必須再加裝訊號加強的天線或中繼站。若是要滿足智能城市的相關應用,例如環境監測或資產追蹤,傳輸距離可達20公里的LPWAN技術顯然能大幅縮減布建成本,只要幾個機站就能覆蓋大面積的範圍;以電池作為電力來源,則省略了佈線問題,讓傳感器的安裝步驟更簡易。目前最受關注的LPWAN技術分別是LoRa、Sigfox和NB-IoT,這三種技術具有各自的優勢,業主可根據不同領域及使用需求,選擇最適合的通訊技術。

低耗能、高範圍傳輸:LoRa與Sigfox大比拚

正如LPWAN的技術特色,LoRa與Sigfox都具有長距離、低功耗的特點,可延長電池壽命,形成大範圍的訊息傳輸。兩者皆使用免授權的Sub-1GHz ISM頻段,不需額外付出授權費用,且由於電子芯片製造技術的突破,兩項技術的硬件製造成本不斷降低,比如去年在臺灣地區產業已經啟用的Sigfox,月租費最低只要0.4元人民幣。

LoRaWAN是由各產業聯盟共同推動的網絡標準,提供開放式技術,只要取得關鍵內容,就能開發個別的應用。不同於LoRa的開放性,Sigfox則是由法國同名公司自行開發的技術,掌握核心網絡的營運和布建,意圖以獨立營運商的角色,在全球進行網絡基地部署,目前已能同時在36個國家和地區使用可連結的網域和設備。以類型來說,LoRa好比小型的私人網域,傳輸距離最遠可達20公里,只要掌握技術,就能自行架設基站,自由度更高。

LoRa、Sigfox和NB-IoT各體現了哪些優勢

Sigfox則是以全球為營運目標,不斷擴展網絡基地的藍圖,可提供用戶既有的網絡佈署及雲端服務,需要付出額外的月租費,相對LoRa而言,成本較高,但平臺方案完整,不須額外布建網絡。Sigfox的傳輸距離可達50公里,是三種技術當中範圍最廣的,不過為達到低功耗的目標,LoRa和Sigfox的每日傳輸次數都有限制,一天當中的傳輸時間很短,適合發揮在沒有實時通訊需求的領域,比如每日固定回報數據的傳感器,可測量溫溼度、PM2.5等特定環境數據,藉由長距離、少次數的傳輸型態,形成較大面積的物聯網應用。

電信業者強強推:NB-IoT

另一項在物聯網產業鏈上討論熱烈的技術是NB-IoT,與前述兩項技術最大的不同,在於它是由3GPP組織所制定的技術,使用需授權的GSM和LTE頻段,也就是說,NB-IoT必須藉由電信產業買下頻段授權,使用者只能透過電信業者或第三方代理商取得授權技術和頻段,才能使用NB-IoT相關服務。NB-IoT的優勢在於它是由現有電信業者推出的技術,不需重新布建網絡,只要更新軟件,就能使用現有的4G電信基地臺和相關設備。另一方面,採用電信級的網絡,在通訊質量和訊息安全性擁有高度的保障。臺灣地區遠傳電信目前已推出NB-IoT的搶先體驗活動,並預計於5月底完成全臺基地升級,只要遠傳電信能收到訊號的地方,就能使用NB-IoT,裝置月租費約為2至12元人民幣。

LoRa、Sigfox和NB-IoT各體現了哪些優勢

由此可見,與NB-IoT相比,LoRa和Sigfox由於硬件成本低、功耗更小,因此更適合在小數據量、大範圍的傳輸應用。LoRa技術目前的發展規模已趨向成熟,且曾與亞太電信及鴻海富鴻網合作,在臺灣地區已有實際營運成果。雖然傳輸距離不比Sigfox,但傳輸帶寬較高,建設成本和技術難度不高,適合在高科技廠區中建設封閉型網域,傳輸各類型的感測數據。


分享到:


相關文章: