LoRa vs. NB-IoT: Vergelijking tussen de beste LPWAN-technologieën

Onder Low-Power Wide Area Network (LPWAN) technologieën zijn LoRa & NB-IoT de koplopers. Beide technologieën hebben hun eigen voordelen en unieke eigenschappen, waardoor ze naast elkaar kunnen bestaan en tegelijkertijd kunnen groeien. In dit artikel worden beide technologieën geëvalueerd en wordt uitgelegd waarom ze de gamechangers kunnen zijn voor het volgende decennium van IoT-implementaties.

Cellulair vs. niet-cellulair LPWAN

Sinds het concept van IoT werd gerealiseerd, hebben communicatietechnologieën een lange weg afgelegd. Beginnend bij 2G/3G, IoT en M2M communicatie was altijd al op zoek naar goedkopere, duurzame alternatieven met een groot bereik. LPWAN-technologieën beantwoorden aan een dergelijke vraag.

Aanvankelijk was LoRa, Sigfoxen andere niet-cellulaire technologieën waren de eersten die LPWAN IoT-connectiviteit introduceerden. Al snel werd deze enorme onaangeboorde markt ingehaald door cellulaire technologieën, zoals NB-IoT en LTE-M. Cellulaire technologieën worden geleverd door de bestaande cellulaire netwerkproviders en zijn daarom heel verschillend in termen van technische specificaties en bedrijfsmodellen.

Cellulaire en niet-cellulaire LPWAN-technologieën hebben echter een gezamenlijke markt waarop ze zich moeten richten. Er zijn veel unieke toepassingen waarbij beide groepen naast elkaar kunnen bestaan, met uitzondering van de overlappende toepassingen waarbij kleine afwegingen acceptabel zijn om meer waarde toe te voegen aan de eindtoepassing.

Wat is NB-IoT?

NB-IoT is een antwoord van aanbieders van cellulaire netwerken op de groeiende vraag naar IoT/M2M. Smalbandinternet van dingenof NB-IoT, is een radiotechnologie die speciaal aan de LTE-infrastructuren is toegevoegd voor indoor/outdoor behoeften met lage bandbreedte en laag vermogen. NB-IoT is een protocol waarvoor een licentie nodig is en dat meestal meer kost voor implementatie dan niet-cellulaire technologieën.

NB-IoT geniet de voorkeur als oplossing wanneer er een groot aantal apparaten moet worden aangesloten. Het biedt een diepe penetratie om zowel binnen als buiten connectiviteit te bieden en kan ook eenvoudig worden geïmplementeerd door gebruik te maken van bestaande cellulaire infrastructuren.

De niet-cellulaire tegenhanger van NB-IoT: LoRa

De tweede technologie die de race tussen LPWAN-technologieën leidt, is LoRa. Zoals eerder uitgebreid besproken, LoRaWAN is een langeafstandsnetwerk met LoRa als eigen radiotechnologie. In tegenstelling tot NB-IoT werkt LoRaWAN niet op een gelicentieerde cellulaire band, waardoor het een goedkope keuze is.

LoRaWAN kan een private of publieke implementatie zijn, afhankelijk van de eindtoepassing, en verschillende netwerkproviders kunnen een gebruiker helpen bij de implementatie. Zonder het voordeel van de bestaande cellulaire architectuur, kan LoRaWAN initiële netwerk setup inspanningen en planning nodig hebben. Daarnaast heeft LoRaWAN een handvol andere voordelen ten opzichte van NB-IoT, zoals hieronder aangegeven.

Verschillen tussen LoRa & NB-IoT

Deze meest dominante LPWAN-technologieën zijn absoluut uniek in hun toepassingen en implementaties. Hier volgt een overzicht van de belangrijkste verschillen tussen beide technologieën:

1. Ecosysteem

NB-IoT is gestandaardiseerd door GSMA en 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Deze verenigingen zetten een standaardprotocol op voor alle cellulaire technologieën en communicatieapparaten. Aan de andere kant, LoRa Alliantie is de community die LoRaWAN ondersteunt. LoRa Alliances is een community van partners die samenwerken om LoRa te verbeteren en de technologie impactvol te maken.

2. Bandbreedte

NB-IoT werkt op 200KHz bandbreedte terwijl LoRa werkt op 125KHz en 250KHz. Dankzij de bandbreedte van deze technologieën kunnen ze LPWAN-toepassingen bedienen.

3. Frequentiespectrum

Omdat NB-IoT een cellulaire LPWAN-technologie is, werkt het in tegenstelling tot LoRaWAN in een frequentieband waarvoor een licentie is verleend. LoRaWAN werkt in de ISM (Industrieel, Wetenschappelijk en Medisch) frequentiespectrum. Netwerkoperators en fabrikanten van IoT-apparaten krijgen vrije toegang.

In tegenstelling tot NB-IoT's gebruik van LTE-frequentiebanden, gebruikt LoRaWAN 868MHz frequentie in Europa, 915MHz frequentie in Noord-Amerika en 433MHz frequentie in Azië.

4. Maximale gegevenssnelheid

In deze factor overtreft NB-IoT LoRaWAN als ideale technologie voor veel producten. NB-IoT biedt een gegevenssnelheid van 200 kbps, terwijl LoRaWAN, zijn niet-cellulaire concurrent, slechts een gegevenssnelheid van 50 kbps biedt. NB-IoT kan dus IoT-toepassingen met een lage latentie veel beter ondersteunen dan LoRaWAN.

5. Lengte van de lading

Hoewel beide technologieën een onbeperkt aantal berichten per dag toestaan, verschilt de maximale payloadcapaciteit van beide technologieën aanzienlijk. NB-IoT biedt een maximale payloadlengte van 1600 bytes vergeleken met 234 bytes maximale payload bij LoRaWAN.

6. Communicatiebereik

Ondanks common misvatting biedt de niet-cellulaire technologie LoRaWAN een groter communicatiebereik dan de cellulaire communicatietechnologie NB-IoT. NB-IoT biedt een bereik van 1 km in stedelijke en 10 km in landelijke gebieden. LoRaWAN biedt een bereik van 5 km in stedelijke gebieden en 20 km in landelijke gebieden.

7. Gevoeligheid voor interferentie

LoRaWAN is ondanks het grote bereik vrij immune gevoelig voor interferentie. Het geval met NB-IoT is echter niet hetzelfde, omdat dit bewezen gevoeliger is voor radiostoring.

8. Adaptieve gegevenssnelheid

LoRaWAn heeft een uniek voordeel ten opzichte van NB-IoT omdat het een adaptieve datasnelheid biedt. Met ADR kan de LoRaWAN-netwerkserver de gegevenssnelheid, het zendvermogen en andere transmissiekenmerken regelen. ADR kan het stroomverbruik voor IoT-toepassingen verder optimaliseren.

NB-IoT of LoRa: welke moet je kiezen?

Beide technologieën hebben duidelijke verschillen, waardoor ze uniek zijn voor verschillende toepassingen. Om te beginnen biedt LoRaWAN een lager energieverbruik, lage implementatiekosten en een langere levensduur van de batterij. LoRaWAN biedt al deze voordelen met dezelfde dekking en bandbreedte. LoRaWAN is dus geschikt voor IoT-sensoren toepassingen waar een lange levensduur van de batterij en commcommunicatie het belangrijkst zijn.

NB-IoT biedt een betere beveiligingsencryptie met 256-bits 3GPP dan de 128-bits AES-encryptie van LoRaWAN. NB-IoT biedt ook een lagere latentie dan LoRaWAN, waardoor het een voorsprong heeft als het gaat om real-time toepassingen. Deze eigenschappen maken NB-IoT een goede keuze voor toepassingen waarbij een lage latentie, beveiliging en penetratie binnenshuis waardevol kunnen zijn.

Hier is Verschil tussen LoRa en Sigfox als je geïnteresseerd bent in, ze zijn ook twee populaire LPWAN-technologie in de markt van vandaag.

Hoe LoRa- of NB-IoT-technologieën te implementeren

De implementatie van cellulaire en niet-cellulaire technologieën is heel verschillend. De implementatie van cellulaire LPWAN-technologieën is erg rigide voor een eindgebruiker. NB-IoT vereist namelijk een cellulaire netwerkinfrastructuur. Deze netwerken zijn openbaar via dezelfde cellulaire torens als 4G/LTE. Het is niet eenvoudig om mobiele torens uit te breiden en het brengt enorme kosten met zich mee.

In tegenstelling tot dergelijke netwerkbeperkingen van NB-IoT is LoRaWAN zeer eenvoudig te implementeren in openbare of privéomgevingen. LoRaWAN-infrastructuur kan binnen of buiten worden geïmplementeerd op basis van de use case. Bovendien is het eenvoudiger om de LoRaWAN-infrastructuur naar behoefte aan te passen of op te schalen.

62 landen hebben al NB-IoT-connectiviteit uitgerold, terwijl LoRaWAN voorop loopt in deze race met implementaties in 181 landen. LoRaWAN heeft naar verluidt meer dan 240 miljoen node-apparaten en 3,2 miljoen knooppunten. LoRaWAN-gateways in het ecosysteem. Als zodanig zijn LoRaWAN-implementaties eenvoudiger en kan men relevante richtlijnen of referenties vinden binnen de community.

Summary

Het is veilig om aan te nemen dat beide prominente LPWAN-technologieën de komende jaren een verbazingwekkende groei zullen doormaken. Deze aankomende ontwikkelingen zullen de toekomst van NB-IoT en LoRa bepalen. Als u zich nog steeds afvraagt, neem dan contact met ons op en wij helpen u de juiste technologische oplossing voor uw behoeften te kiezen.