LoRa vs. NB-IoT: Vergleich der wichtigsten LPWAN-Technologien

Unter Low-Power Wide Area Network (LPWAN) Technologien sind LoRa und NB-IoT die Spitzenreiter. Beide Technologien haben ihre eigenen Vorteile und einzigartigen Eigenschaften, so dass sie nebeneinander bestehen und gleichzeitig wachsen können. In diesem Artikel werden beide Technologien bewertet und es wird dargelegt, warum sie für das nächste Jahrzehnt der IoT-Implementierungen wegweisend sein können.

Zelluläres vs. nicht-zelluläres LPWAN

Seit der Verwirklichung des IoT-Konzepts haben die Kommunikationstechnologien einen langen Weg zurückgelegt. Ausgehend von 2G/3G, IoT und M2M-Kommunikation war immer auf der Suche nach billigeren, weitreichenden und nachhaltigen Alternativen. LPWAN-Technologien sind die Antwort auf eine solche Nachfrage.

Ursprünglich war LoRa, Sigfoxund andere nicht-mobilfunkgestützte Technologien waren die ersten, die LPWAN-IoT-Konnektivität einführten. Schon bald holten die Mobilfunktechnologien diesen riesigen unerschlossenen Markt mit Technologien wie NB-IoT und LTE-M ein. Die Mobilfunktechnologien werden von den bestehenden Mobilfunknetzbetreibern bereitgestellt und unterscheiden sich daher in Bezug auf die technischen Spezifikationen und Geschäftsmodelle erheblich.

Zelluläre und nichtzelluläre LPWAN-Technologien haben jedoch einen gemeinsamen Zielmarkt. Es gibt viele einzigartige Anwendungen, bei denen beide Gruppen nebeneinander bestehen können, mit Ausnahme der Überschneidungsanwendungen, bei denen leichte Kompromisse akzeptabel sind, um der Endanwendung mehr Wert zu verleihen.

Was ist NB-IoT?

NB-IoT ist eine Antwort der Mobilfunknetzbetreiber auf die wachsenden IoT/M2M-Anforderungen. Schmalbandiges Internet der Dingeoder NB-IoT ist eine Funktechnologie, die den LTE-Infrastrukturen speziell für Innen- und Außenbereiche mit geringer Bandbreite und niedrigem Stromverbrauch hinzugefügt wurde. NB-IoT ist ein lizenziertes Protokoll, das im Vergleich zu nicht zellularen Technologien in der Regel höhere Implementierungskosten verursacht.

NB-IoT wird vor allem dann als Lösung bevorzugt, wenn eine große Flotte von Geräten angeschlossen werden soll. Es bietet eine tiefe Durchdringung, um Konnektivität im Innen- oder Außenbereich bereitzustellen, und lässt sich durch die Nutzung bestehender Mobilfunkinfrastrukturen leicht implementieren.

NB-IoTs nicht zellulares Gegenstück: LoRa

Die zweite Technologie, die das Rennen zwischen den LPWAN-Technologien anführt, ist LoRa. Wie bereits eingehend behandelt, LoRaWAN ist ein Weitverkehrsnetz mit LoRa als proprietärer Funktechnologie. Im Gegensatz zu NB-IoT wird LoRaWAN nicht auf einem lizenzierten Mobilfunkband betrieben, was es zu einer kostengünstigen Wahl macht.

LoRaWAN kann je nach Endanwendung privat oder öffentlich implementiert werden, und verschiedene Netzbetreiber können einem Nutzer bei der Implementierung helfen. Ohne den Vorteil der bestehenden Mobilfunkarchitektur kann LoRaWAN anfängliche Netzwerkeinrichtungsbemühungen und -planung erfordern. Darüber hinaus hat LoRaWAN eine Reihe weiterer Vorteile gegenüber NB-IoT, wie unten aufgeführt.

Unterschiede zwischen LoRa & NB-IoT

Diese beiden dominierenden LPWAN-Technologien sind in ihren Anwendungen und Implementierungen definitiv einzigartig. Hier ist eine Zusammenfassung der wichtigsten Unterschiede zwischen beiden Technologien:

1. Ökosystem

NB-IoT ist standardisiert durch GSMA und 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Diese Vereinigungen haben ein Standardprotokoll für alle Mobilfunktechnologien und Kommunikationsgeräte entwickelt. Andererseits, LoRa-Allianz ist die Gemeinschaft, die LoRaWAN unterstützt. LoRa Alliances ist eine Gemeinschaft von Partnern, die zusammenarbeiten, um LoRa zu verbessern und die Technologie wirkungsvoll zu machen.

2. Bandbreite

NB-IoT arbeitet mit einer Bandbreite von 200KHz, während LoRa mit 125KHz und 250KHz arbeitet. Die Bandbreite dieser Technologien ermöglicht es ihnen, LPWAN-Anwendungen zu bedienen.

3. Frequenzspektrum

Als zelluläre LPWAN-Technologie arbeitet NB-IoT im Gegensatz zu LoRaWAN in einem lizenzierten Frequenzband. LoRaWAN arbeitet im ISM (Industrial, Scientific, & Medical) Frequenzspektrum. Netzbetreibern und Herstellern von IoT-Geräten wird freier Zugang gewährt.

Im Gegensatz zur Nutzung der LTE-Frequenzbänder durch NB-IoT verwendet LoRaWAN 868MHz Frequenz in Europa, 915MHz Frequenz in Nordamerika, und 433MHz Frequenz in Asien.

4. Maximale Datenrate

In diesem Punkt übertrifft NB-IoT die LoRaWAN-Technologie als ideale Technologie für viele Produkte. NB-IoT bietet eine Datenrate von 200 Kbit/s, während LoRaWAN, sein nicht zellularer Konkurrent, nur eine Datenrate von 50 Kbit/s bietet. Daher kann NB-IoT IoT-Anwendungen mit niedrigen Latenzzeiten viel besser unterstützen als LoRaWAN.

5. Länge der Nutzlast

Während beide Technologien eine unbegrenzte Anzahl von Nachrichten pro Tag erlauben, unterscheidet sich die maximale Nutzlastkapazität beider Technologien erheblich. NB-IoT bietet eine maximale Nutzdatenlänge von 1600 Byte, während die maximale Nutzdatenlänge bei LoRaWAN 234 Byte beträgt.

6. Reichweite der Kommunikation

Entgegen einem weit verbreiteten Irrglauben bietet die nicht-mobilfunkgestützte Technologie LoRaWAN eine höhere Kommunikationsreichweite als die zellulare Kommunikationstechnologie NB-IoT. NB-IoT bietet eine Reichweite von 1 km in städtischen und 10 km in ländlichen Gebieten. LoRaWAN bietet eine Reichweite von 5 km in städtischen Gebieten und 20 km in ländlichen Gebieten.

7. Anfälligkeit für Störungen

LoRaWAN ist trotz der großen Reichweite ziemlich immun gegen Störungen. Bei NB-IoT ist dies jedoch nicht der Fall, da es nachweislich anfälliger für Funkstörungen ist.

8. Adaptive Datenrate

LoRaWAn hat einen einzigartigen Vorteil gegenüber NB-IoT, da es eine adaptive Datenrate bietet. ADR ermöglicht es dem LoRaWAN-Netzwerkserver, die Datenrate, die Sendeleistung und andere Übertragungsmerkmale zu steuern. ADR kann den Stromverbrauch für IoT-Anwendungen weiter optimieren.

NB-IoT oder LoRa: Wofür sollten Sie sich entscheiden?

Beide Technologien weisen deutliche Unterschiede auf, die sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen. Zunächst einmal bietet LoRaWAN einen geringeren Stromverbrauch, niedrige Implementierungskosten und eine längere Batterielebensdauer. LoRaWAN bietet alle diese Vorteile bei gleicher Abdeckung und Bandbreite. Daher ist LoRaWAN für IoT-Sensoren geeignet Anwendungen wo eine lange Akkulaufzeit und Kommunikation am wichtigsten sind.

NB-IoT bietet eine bessere Sicherheitsverschlüsselung mit 256-Bit-3GPP als die AES-128-Bit-Verschlüsselung von LoRaWAN. NB-IoT bietet auch eine geringere Latenzzeit als LoRaWAN, was ihm einen Vorteil bei Echtzeitanwendungen verschafft. Diese Eigenschaften machen NB-IoT zu einer guten Wahl für Anwendungen, bei denen niedrige Latenzzeiten, Sicherheit und die Durchdringung von Gebäuden von Bedeutung sind.

Hier ist Unterschied zwischen LoRa und Sigfox wenn Sie daran interessiert sind, sind sie auch zwei beliebte LPWAN-Technologie auf dem Markt nowaday.

Wie man LoRa- oder NB-IoT-Technologien implementiert

Die Implementierung von zellularen und nicht zellularen Technologien ist recht unterschiedlich. Der Einsatz von LPWAN-Technologien für Mobilfunknetze ist für den Endnutzer sehr schwierig. Das liegt daran, dass NB-IoT eine zellulare Netzwerkinfrastruktur erfordert. Diese Netze sind über die gleichen Mobilfunkmasten öffentlich zugänglich wie 4G/LTE. Es ist nicht einfach, Mobilfunkmasten zu erweitern, und die Kosten dafür sind enorm.

Im Gegensatz zu den Netzwerkbeschränkungen von NB-IoT kann LoRaWAN sehr einfach im öffentlichen oder privaten Bereich eingesetzt werden. Die LoRaWAN-Infrastruktur kann je nach Anwendungsfall in Innenräumen oder im Freien implementiert werden. Außerdem ist es einfacher, die LoRaWAN-Infrastruktur im Laufe der Zeit je nach Bedarf zu ändern oder zu erweitern.

62 Länder haben bereits NB-IoT-Konnektivität eingeführt, während LoRaWAN in diesem Rennen mit Installationen in 181 Ländern die Nase vorn hat. LoRaWAN soll über 240 Millionen Knotengeräte und 3,2 Millionen LoRaWAN-Gateways im Ökosystem bereits vorhanden. Daher sind LoRaWAN-Implementierungen einfacher, und man kann innerhalb der Gemeinschaft relevante Anleitungen oder Referenzen finden.

Zusammenfassung

Es ist davon auszugehen, dass die beiden prominenten LPWAN-Technologien in den nächsten Jahren ein erstaunliches Wachstum verzeichnen werden. Diese kommenden Entwicklungen werden die Zukunft von NB-IoT und LoRa bestimmen. Wenn Sie sich immer noch fragen, setzen Sie sich mit uns in Verbindung, und wir helfen Ihnen, die richtige Technologielösung für Ihre Bedürfnisse zu finden.