LoRaWAN与其他IoT网络

在物联网中有很多种无线通信技术和协议。每种无线通信技术都有自身的优点和缺点,本章我们介绍物联网中主要应用的几类无线通信技术。
figure 1: swot 分析 
为了不浪费时间漫谈每一种协议的功能,我们将使用精准智能的s.w.o.t分析系统。 s.w.o.t分别代表:s (strengths)是优势、w (weaknesses)是劣势、o (opportunities)是机会、t (threats)是威胁。参考上图,了解swot的基本概念。
物联网无线通信技术领域的一些潜在竞争者,它们都具有其独特的优势和劣势,因此,没有哪一种方式可以完全地解决物联网部署所带来的问题。但好的是相比于其他总有一些还是很有竞争力的,特别是lorawan,它在许多领域都比较突出,阅读以下小节以获得更好的理解。
#zigbeefigure 2: zigbee 
zigbee无线技术最常用的应用场景是智能家居设备领域。如果您正在使用任何智能家居设备,它很有可能是在zigbee上运行。该技术可将多个设备同时连接在一起,这使其成为家庭网络环境的理想选择,用户可以实现智能锁、灯光、机器人和恒温器等设备之间的相互通信。
zigbee是由zigbee联盟推出,该联盟包括亚马逊、三星、华为、高通、东芝,以及家电行业、能源和消费技术行业的许多其他大公司。更重要的是,它正在迅速成为智能家居设备用于通信的标准无线协议。此外,它已经存在了一段时间,因此困扰每项技术的一些初始问题已经得到解决,现在的它是稳定而健壮的。
下表为zigbee的优缺点:
zigbee的优缺点 
如果由于对称链接而需要真正的双向性,lora是更好的选择。它有更好的命令和控制功能,用户可以设置和管理自己的网络。开放标准具有灵活性,因为它不会由特定的公司驱动。
#wififigure 3: wi-fi 
众所周知,wi-fi是一类无线电技术,通常用于设备的无线局域网。基于ieee 802.11系列标准,这里我们对它的一些标准变体不做深入研究,只简单介绍它的核心功能。
以下是最新标准中wi-fi的优缺点:
wi-fi的优缺点 
在物联网技术之间的竞争中,wifi并没有真正归类。lora以及其他无线通信技术以其低功耗和广域网而更具优势。
#blefigure 4: ble 
低功耗蓝牙是专为使用少量数据的低功耗设备而设计的蓝牙版本。为了节省电源,ble将保持睡眠模式,除非连接启动。这使其成为可穿戴健身跟踪器和健康监测器的理想选择。蓝牙本身因其用途而广为人知,这里我们对ble进行swot分析:
蓝牙的优缺点 
lora,通常被称为低功耗广域网(lpwan),提供安全、双向的数据传输,在不更换电池的情况下可与物联网网络长距离通信数年。它可以发送和接收长达10英里的信号,如果需要,通过使用中继器,通信距离可以延伸到数百英里。
lora是物联网设备电池供电网络中ble的一个很好的补充,因为它可以在电池上运行很长时间,并且需要很少的维护——就像ble一样。
#nb-iotfigure 5: nb-iot 
nb-iot(narrow band internet of things,窄带物联网)是由3gpp开发的一种低功耗广域网(lpwan)无线电技术标准,用于支持广泛的蜂窝设备和服务。该规范2016年6月已在3gpp 版本13的lte advanced pro中落地。其他3gpp iot技术还包括emtc(enhanced machine-type communication,增强型机器类型通信)和ec-gsm-iot。
nb-iot专注于室内覆盖、低成本、长电池寿命和高连接密度。nb-iot使用lte标准的一部分,将带宽限制为200khz的单个窄带。下行链路通信使用ofdm调制,上行链路通信使用sc-fdma调制。
nb-iot的优缺点 
许多技术文章将lora和nb-iot技术进行比较,就好像它们在争夺物联网市场的主导地位。事实上,这些技术是新兴技术体系中的两个分支。与wifi和蓝牙类似,它们最有可能分化为不同的细分市场,而不是直接相互竞争。lora和nb-iot都应用在lpwan技术中,它们是低功耗iot设备两类主要标准。
lora和nb-iot标准的开发都是为提高物联网设备的安全性、电源效率和互操作性。每一种技术都具有双向通信功能(意味着网络可以发送数据到iot设备,iot设备也可以发回数据),两者的设计都能很好地扩展,从几台设备扩展到数百万台设备。但总体而言,目标用户群体似乎不同,因此他们的差异可能是优势也可能是劣势,取决于用户的诉求。
每种产品都适合不同的用途,选择完全取决于用户的需求。以下是简单的示意图,其中绿色代表更具优势:
figure 6: nb-iot
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