NB-IoT與LoRa技術詳解及競爭態(tài)勢分析

NB-IoT與LoRa技術詳解及競爭態(tài)勢分析“物聯(lián)網”概念在1999年美國麻省理工學院首次被提出，狹義物聯(lián)網指是“物—物相連互聯(lián)網”，這里相連主體既包含物品到物品，也包含物品到識別管理設備。物聯(lián)網是繼互聯(lián)網后對人類發(fā)展起到促進作用重大技術創(chuàng)新。中國政府為此提出《物聯(lián)網行動計劃》。物聯(lián)網技術主要表現(xiàn)在通訊和傳感器兩個方面。物聯(lián)網通信技術物聯(lián)網無線通信技術很多，主要分為兩類：一類是Zigbee、WiFi、藍牙、Z-wave等短距離通信技術；另一類是LPWAN（low-powerWide-AreaNetwork，低功耗廣域網），即廣域網通信技術。LPWA又可分為兩類：一類是工作于未授權頻譜LoRa、SigFox等技術；另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持2/3/4G蜂窩通信技術，比如EC-GSM、LTECat-m、NB-IoT等。一

NB-IoT標準及進展1

RAN方面5月，華為收購了Nuel企業(yè)，開始和沃達豐進行窄帶蜂窩物聯(lián)技術研究，提出了窄帶技術NBM2M。5月，華為、沃達豐聯(lián)合高通共同制訂了相關上下行技術標準，融合NBOFDMA形成了NB-CIoT。NB-CIoT提出了全新空口技術，相對來說在現(xiàn)有LTE網絡上改動較大，但NB-CIoT是提出6大CleanSlate技術中，唯一一個滿足在TSGGERAN#67會議中提出5大目標（提升室內覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延）蜂窩物聯(lián)網技術，尤其是NB-CIoT通信模塊成本低于GSM模塊和NB-LTE模塊。此時，愛立信和諾基亞聯(lián)合推出窄帶蜂窩技術NB-LTE，與NB-CIoT定位較為相同，但NB-LTE更傾向于與現(xiàn)有LTE兼容，其主要優(yōu)勢在于輕易布署。7月，愛立信和華為分別向3GPP提交標準提案。最終，在9月RAN#69會議上經過激烈討論后協(xié)商統(tǒng)一，由3GPP在Rel-13版本中將兩種技術融合形成了NB-IoT標準。NB-IoT從窄帶技術演變?yōu)?GPP正式標準，相關廠商、運行商主動推進和市場真實存在需求是兩個不可忽略原因。3GPP通信技術標準主要可分為CorePart（主體功效）、性能標準及RF一致性測試標準等。其中，主體功效標準指是協(xié)議詳細內容，包含信令協(xié)議、網絡接入等，主要與開發(fā)相關；性能標準主要是各個子技術領域性能，跟測試強相關；一致性測試標準，主要包含一些流程及功效測試標準。2

SA/CT方面從Rel-12開始，3GPP逐步在研究MTC通信增強關鍵網架構，至Rel-13開始重點研究NB-IoT及DECOR/eDECOR相關技術。3GPP關鍵網側與NB-IoT相關主體標準大部分處于stage2（業(yè)務與系統(tǒng)架構），下六個月至初開啟stage3（關鍵網與終端）相關工作。為了滿足海量碎片化、低成本、低速率、低功耗NB-IoT物聯(lián)網應用，關鍵網方面主要考慮了以下方面問題。（1）高效地支持非頻繁小包傳送面向NB-IoT深入提升對非頻繁小包傳送處理效率。因為NB-IoT終端數(shù)量可能呈指數(shù)型增加，但每個終端數(shù)據(jù)量及通信周期都比較低，而以現(xiàn)有EPS關鍵網（基于S1接口）去處理這類業(yè)務，其效率將非常低且有過載風險，所以，需要最小化整個EPS系統(tǒng)信令開銷，尤其是空口部分（如：RRC連接建立和釋放），另外，還需要加強EPS系統(tǒng)安全流程（此部分是由SAWG出）?，F(xiàn)在有兩種優(yōu)化方向，一個是基于控制面優(yōu)化方案，即經過NAS過程來傳送小包；另外一個是基于用戶面優(yōu)化方案，即經過RRCsuspend態(tài)在UE和RAN節(jié)點同時緩存用戶上下文，以降低信令交互。以上兩種優(yōu)化方案在TS23.401Rel-14版本中均已加入，方案一作為必選方案，而方案二為可選方案?，F(xiàn)在，3GPP傾向于采取基于控制優(yōu)化方案，此部分標準在CT（關鍵網與終端）主體工作現(xiàn)在還在進行當中。（2）使用小包傳送高效地支持跟蹤裝置3GPP沒有專門定義這類業(yè)務業(yè)務模型，現(xiàn)在還處于研究狀態(tài)，預計在Rel-14版本中處理，其業(yè)務模型屬于MAR（移動終端周期性上報）業(yè)務模型變種，需要在定位、移動性、傳輸效率等方面有深入增強和優(yōu)化。（3）高效尋呼區(qū)域管理針對海量靜止或限制移動性終端，因為空口資源稀缺、關鍵網接口資源有限等原因，3GPPSA2現(xiàn)在還在進行尋呼優(yōu)化討論，預計將在Rel-14中完善此部分功效。尋呼優(yōu)化主要思緒是考慮僅在用戶上一次接入eNB或小區(qū)內進行尋呼而非整個TA（初步假設，NB-IoT小區(qū)TAcode與現(xiàn)有eNB小區(qū)TAcode是不一樣），以節(jié)約空口及關鍵網相關資源。在一樣覆蓋區(qū)域，NB-IoT設備是海量，遠多于傳統(tǒng)蜂窩終端設備。運行商在窄帶頻譜下運行，有可能并不能提供足夠尋呼所需資源、UE標識（S-TMSI，IMSI）。與傳統(tǒng)蜂窩相比，因為小數(shù)據(jù)包消息量限制，單次尋呼消息中要包含以上標識是極為受限；另外首先，覆蓋增強是標準中強制要求，所以，尋呼消息可能要占用更長時間（重復發(fā)送相同尋呼消息間隔周期更長）。大部分NB-IoT設備被認為是靜止或極少移動，所以能夠對其尋呼范圍進行限制，不需要在其所屬整個TA進行尋呼，這么能夠降低對尋呼資源消耗。不過，當UE進入IDLE模式時，eNB上報給MME上一次為NB-IoTUE服務小區(qū)信息可能是不準確（甚至靜止用戶也存在這種可能）。這是因為在UE靜止情況下，用戶主服小區(qū)改變可能由各種原因引發(fā)，如射頻負載條件改變、鄰小區(qū)射頻條件改變（類似建筑物阻擋，造成UE接入其余基站）。（4）DECOR/eDECOR現(xiàn)網布署時，關鍵網可能會存在多個NB-IoTDCN（DedicatedCoreNetwork）。依照TSGRAN側TS23.236輸出，NB-IoTDCN可能會同時連接到E-UTRAN和NB-IoTRAN節(jié)點，能夠依照用戶類型采取兩種不一樣方案為其選擇適宜DCN。一個是重定向方案，參考TR23.707DECOR功效；另一個是UE輔助，參考TR23.711中eDECOR。從現(xiàn)在協(xié)議進展來看，因為重定向流程會造成UE與RAN及網絡側之間產生額外信令交互，所以DECOR布署可能性較小，可能會作為過渡方案；而eDECOR因為對UE有影響，現(xiàn)在還處于早期研究階段，將在Rel-14后期逐步完善，未來伴隨虛擬化網絡布署，有望被廣泛采取。（5）支持non-IP數(shù)據(jù)類型在M2M應用中，非I數(shù)據(jù)使用是常見，如6LowPAN、MQTT-S等。當這類應用布署在NB-IoT網絡時，應用服務器AS或業(yè)務能力服務器SCS與用戶間non-IP數(shù)據(jù)需要經過網絡進行傳送，有兩種方案可供選擇，一個是經過non-IP專屬PDN點對點隧道方式經過SGi接口進行傳送，另外一個是經過SCEF進行傳遞?，F(xiàn)在，因為CSGN與SCEF之間T6a接口還處于初步研究階段，而經過SGi接口傳送non-IP數(shù)據(jù)能夠使C-SGN統(tǒng)一數(shù)據(jù)出口，便于未來面向NB-IoT類業(yè)務進行計費點選擇及計費模式設計，所以，SGi方式可能會被運行商優(yōu)先采取。（6）支持SMS部分已經有M2M業(yè)務是采取SMS支持，為了能夠全方面覆蓋這類業(yè)務，在布署NB-IoT后，需要考慮兩個問題：①是否保留聯(lián)合附著以獲取短信傳遞能力或者只進行PS附著；②是否會存在只使用SMS進行信息傳遞而無需建立任何PDN連接終端及其處理方案。在Rel-14中會深入完善NBIoT關鍵網支持SMS處理方案，但運行商現(xiàn)網布署時能夠依照實際需求考慮是否布署SMS功效，比如僅布署IP及non-IP數(shù)據(jù)承載方式，主要是考慮到支持SMS功效需C-SGN與短信中心之間開通SGd接口，且需對現(xiàn)網短信中心進行升級改造，對CSGN也有相關功效要求。（7）授權用戶支持覆蓋增強（CE）技術對于傳輸環(huán)境較差用戶，比如地下管道內設備，需要很強穿透性能，此時需要使用CE技術以取得愈加好穿透效果。但CE技術使用，需要網絡側提供額外資源。所以，應該對用戶進行認證，對可使用CE技術用戶加以限制，以確保只有簽約并得到CE授權用戶方可享受此特征，實現(xiàn)差異化服務。（8）OverLoad控制關于降低關鍵網過載風險議題，3GPP發(fā)起了多項研究，提出了包含接入等級劃分、基于eNB輔助（在eNB側進行拒絕、延遲、隊列）等多個方案，而在TS23.401中，針對NB-IoT設備采取擁塞控制方案是基于EPS系統(tǒng)原有backofftimer機制升級，采取離散化方式對NB-IoT設備并發(fā)請求進行處理來實現(xiàn)過載控制。（9）頭壓縮增強因為NB-IoT大部分應用場景使用都是小數(shù)據(jù)包且通信頻率很低，比如周期性MAR（MobileAutonomousReporting）和NC（NetworkCommand）使用20~200byte/30min或更長時間間隔數(shù)據(jù)傳輸。考慮到IP及傳輸層頭開銷，如20byteIPv4、40byteIPv6、8byteUDP、20byteTCP、12byteRTP，為了更高效地支持海量NB-IoT/eMTC類終端，采取頭壓縮增強技術勢在必行。因為非頻繁數(shù)據(jù)傳輸及移動性，eNB和UE中保留頭壓縮上下文可能會被重置（比如，當UE進入IDLE模式或切換eNB時），假如頻繁發(fā)送數(shù)據(jù)或移動，將造成數(shù)據(jù)包產生全量頭開銷或額外開銷。此時，頭壓縮將是高效支持IP類小包業(yè)務主要保障。所以，當采取基于控制面優(yōu)化小包傳輸方案時，頭壓縮功效需要支持NB-IoT終端用戶從連接態(tài)至IDLE態(tài)轉換及移動性管理。另外需注意，當non-IP類業(yè)務場景發(fā)生時，必須要將IP頭壓縮功效關閉，故網絡側還需要依照不一樣情況來決定是否啟用頭壓縮功效。二

LTE-M、EC-GSM和NB-IoT演進萬物互聯(lián)是大趨勢，是發(fā)展必定，各種物聯(lián)網技術也是梭鏢林立。面對各種興起物聯(lián)網技術，3GPP主要有三種標準：LTE-M、EC-GSM和NB-IoT，分別基于LTE演進、GSM演進和CleanSlate技術。LTE-MLTE-M，即LTE-Machine-to-Machine，是基于LTE演進物聯(lián)網技術，在R12中叫Low-CostMTC，在R13中被稱為LTEenhancedMTC(eMTC)，意在基于現(xiàn)有LTE載波滿足物聯(lián)網設備需求。知道LTEUEcategories朋友并不會陌生。為了適應物聯(lián)網應用場景，3GPP在R11中定義了最低速率UE設備為UECat-1，其上行速率為5Mbps，下行速率為10Mbps。為了深入適應于物聯(lián)網傳感器低功耗和低速率需求，到了R12，3GPP又定義了更低成本、更低功耗Cat-0，其上下行速率為1Mbps。EC-GSMEC-GSM，即擴展覆蓋GSM技術（ExtendedCoverage-GSM）。各種LPWA技術興起，傳統(tǒng)GPRS應用于物聯(lián)網劣勢凸顯。3月，3GPPGERAN#62會議“CellularSystemSupportforUltraLowComplexityandLowThroughputInternetofThings”研究項目提出，將窄帶（200kHz）物聯(lián)網技術遷移到GSM上，尋求比傳統(tǒng)GPRS高20dB更廣覆蓋范圍，并提出了5大目標：提升室內覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延。，TSGGERAN#67會議匯報表示，EC-GSM已滿足5大目標。GERAN（GSMEDGERadioAccessNetwork）是GSM/EDGE無線通信網絡（RadioAccessNetwork）縮寫。GERAN由3GPP主導，主要制訂GSM標準。因為早期蜂窩物聯(lián)網技術是基于GSM，所以一些物聯(lián)網立項都是GERAN進行。伴隨技術發(fā)展，蜂窩物聯(lián)網通信需要進行重新定義，我們形象做“clean-slate”方案，類似于“清掃潔凈屋子再請客”說法，這就出現(xiàn)了NB-IoT。因為NB-IoT技術并不基于GSM，是一個clean-slate方案，所以，蜂窩物聯(lián)網工作內容轉移至RAN組。GERAN將繼續(xù)研究EC-GSM，直到R13NB-IoT標準凍結。NB-IoT8月，3GPPRAN開始立項研究窄帶無線接入全新空口技術，稱為CleanSlateCIoT，這一CleanSlate方案覆蓋了NB-CIoT。NB-CIoT是由華為、高通和Neul聯(lián)合提出，NB-LTE是由愛立信、諾基亞等廠家提出。NB-CIoT提出了全新空口技術，相對來說在現(xiàn)有LTE網絡上改動較大，但NB-CIoT是提出6大CleanSlate技術中，唯一一個滿足在TSGGERAN#67會議中提出5大目標（提升室內覆蓋性能、支持大規(guī)模設備連接、減小設備復雜性、減小功耗和時延）蜂窩物聯(lián)網技術，尤其是NB-CIoT通信模塊成本低于GSM模塊和NB-LTE模塊。NB-LTE更傾向于與現(xiàn)有LTE兼容，其主要優(yōu)勢在于輕易布署。最終，在9月RAN#69會議上經過激烈撕逼后協(xié)商統(tǒng)一，NB-IoT可認為是NB-CIoT和NB-LTE融合。這里引用一段3GPPRAN會議匯報關于蜂窩物聯(lián)網技術描述：物聯(lián)網（InternetofThing,IoT）是未來主要技術，3GPP在R12/R13即使也有MTC（MachineTypeCommunication）相關技術，但其基本做法是在現(xiàn)有LTE技術與架構上進行優(yōu)化，并非針對物聯(lián)網特征進行全新設計。相對于MTC技術優(yōu)化做法，蜂窩物聯(lián)網(CellularInternetofThing,CIoT)技術項目提議針對物聯(lián)網特征全新設計，不一定要相容于現(xiàn)有LTE技術框架。NB-IoT商用后將面臨激烈競爭一項創(chuàng)新技術出現(xiàn)，必定要與傳統(tǒng)技術進行搏殺，可能是魚死網破兩敗俱傷、可能是相互妥協(xié)和平共處、可能是多方投降一方獨大。就NB-IoT創(chuàng)新技術出現(xiàn)，可見競爭將表現(xiàn)在以下三個方面，并以示例說明。1

技術方案競爭NB-IoT、LoRa使用頻譜在中國低功耗廣域網領域，NB-IoT和LoRa無疑是最為熱門兩種低功耗廣域網（LPWAN）技術。二者形成了兩大技術陣營，一方是以華為為代表NB-IoT，另一方是以中興為代表LoRa。毫無疑問，無線電頻譜是一個國家資源，是一個有限資源，不能夠再生，只能合理地利用。下面就看看兩種技術使用頻段。（1）NB-IoT頻段NB-IoT使用了授權頻段，有三種布署方式：獨立布署、保護帶布署、帶內布署。全球主流頻段是800MHz和900MHz。中國電信會把NB-IoT布署在800MHz頻段上，而中國聯(lián)通會選擇900MHz來布署NB-IoT，中國移動則可能會重耕現(xiàn)有900MHz頻段。NB-IoT屬于授權頻段，如同2G/3G/4G一樣，是專門規(guī)劃頻段，頻段干擾相對少。NB-IoT網絡具備電信級網絡標準，能夠提供愈加好信號服務質量、安全性和認證等網絡標準。可與現(xiàn)有蜂窩網絡基站融合更有利于快速大規(guī)模布署。運行商有成熟電信網絡產業(yè)生態(tài)鏈和經驗，能夠愈加好地運行NB-IoT網絡。從現(xiàn)在來看，NB-IoT網絡技術只會由上面網絡運行商來布署，其余企業(yè)或組織不能自己來布署網絡。要使用NB-IoT網絡必須要等運行商把NB-IoT網絡鋪好，其進度與發(fā)展取決于運行商基礎網絡建設。（2）LoRa頻段

LoRa使用是免授權ISM頻段，但各國或地域ISM頻段使用情況是不一樣。下表是LoRa聯(lián)盟規(guī)范里提到部分使用頻段：在中國市場，由中興主導中國LoRa應用聯(lián)盟（CLAA）推薦使用了470-518MHz。而470-510MHz這個頻段是無線電計量儀表使用頻段?！段⒐β剩ǘ叹嚯x）無線電設備技術要求》中提到：在滿足傳輸數(shù)據(jù)時，其發(fā)射機工作時間不超出5

秒條件下，470－510MHz頻段可作為民用無線電計量儀表使用頻段。使用頻率是470-510MHz，630-787MHz。發(fā)射功率限值：50mW(e.r.p)。因為LoRa是工作在免授權頻段，無需申請即可進行網絡建設，網絡架構簡單，運行成本也低。LoRa聯(lián)盟正在全球大力推進標準化LoRaWAN協(xié)議，使得符合LoRaWAN規(guī)范設備能夠互聯(lián)互通。中國LoRa應用聯(lián)盟在LoRa基礎上做了改進優(yōu)化，形成了新網絡接入規(guī)范。2

NB-IoT和LORA通信距離通訊距離和通訊能力是無線通訊在同等功耗前提下最主要性能指標。（1）NB-IoT通信距離移動網絡信號覆蓋范圍取決于基站密度和鏈路預算。NB-IoT具備164dB鏈路預算，GPRS鏈路預算有144dB（TR45.820），LTE是142.7dB（TR36.888）。與GPRS和LTE相比，NB-IoT鏈路預算有20dB提升，開闊環(huán)境信號覆蓋范圍能夠增加七倍。20dB相當于信號穿透建筑外壁發(fā)生損失，NB-IoT室內環(huán)境信號覆蓋相對要好。通常地，NB-IoT通信距離是15km。（2）LoRa通信距離LoRa以其獨有專利技術提供了最大168dB鏈路預算和+20dBm功率輸出。通常地，在城市中無線距離范圍是1~2公里，在郊區(qū)無線距離最高可達20km。（3）NB-IoT和LoRa中繼在實際網絡布署中，NB-IoT和LoRa無線網絡信號都會存在覆蓋不到地方，可稱之為信號“盲區(qū)”，假如針對“盲區(qū)”經過多架設基站達成信號覆蓋話，勢必會造成網絡建設成本較高。這就需要一個低成本“中繼”產品，來拓展和延伸網絡，來完成“盲區(qū)”信號覆蓋。據(jù)了解，中國LoRa應用聯(lián)盟（CLAA）使用了MCU和SX1278做了一個中繼實現(xiàn)了“盲區(qū)”低成本信號覆蓋。中國物聯(lián)網合作組織集團，采取4320物聯(lián)網關設備，可用低廉成本，實現(xiàn)4320個無線終端中繼。3

NB-IoT和LORA芯片起源不論是NB-IoT還是LoRa網絡都需要無線射頻芯片來實現(xiàn)連接和布署。NB-IoT和LoRa都采取了星型網絡拓撲結構，經過一個網關或基站就能夠大范圍地覆蓋網絡信號。NB-IoT工作在授權頻段，基本上是運行商市場，基站設備通常是由通信設備服務商提供。LoRa工作在免授權頻段，任何企業(yè)都能夠自己設計開發(fā)網關，自行組建網絡。NB-IoT和LoRa一些終端無線射頻芯片企業(yè)。（1）LoRa芯片企業(yè)LoRa技術是Semtch企業(yè)專利，Semtech企業(yè)提供SX127x系列LoRa產品。國內市場主要以低頻段（137-525MHz）SX1278為主。為適應市場發(fā)展和需求，Semtech以IP授權方式授予更多企業(yè)來制造LoRa技術芯片，如同ARM企業(yè)IP授權類似。現(xiàn)在Semtech企業(yè)IP授權企業(yè)有Hoperf、Microchip、Gemtek、ST等。HoperfLoRa產品是數(shù)據(jù)透傳模組，Microchip是以LoRaWAN模組，Gemtek做成了SiPLoRaWAN產品。未來或許會有更多企業(yè)經過IP授權方式來制造LoRa技術產品。（2）NB-IoT芯片企業(yè)NB-IoT得到了電信運行商和電信設備服務商支持，有著成熟完整電信網絡生態(tài)系統(tǒng)。華為：華為NB-IoT芯片是Boudica，超低功耗SoC芯片，基于ARMCortex-M0內核，會搭載HuaweiLiteOS嵌入式物聯(lián)網操作系統(tǒng)。預計初上市。中興微電子：中興微電子NB-IoT芯片是Wisefone7100。據(jù)稱，isefone7100內部集成了中天微系統(tǒng)CK802芯片。預計Q2上市。Intel：XMM7115，支持NB-IoT標準。下六個月提供樣品。XMM7315，支持LTECategoryM和NB-IoT兩種標準，單一芯片集成了LTE調制解調器和IA應用處理器。預計商品化。Qualcomm：MDM9206，支持Cat-M（eMTC）和NB-IoT。Nordic：NordicSemiconductornRF91系列是NordicNB-IoT蜂窩技術產品。預計下六個月提供樣品，起供貨。其余NB-IoT芯片廠商可能還有：Sequans、Altair、簡約納電子有限企業(yè)、MARVELL、MTK、RDA等等。NB-IoT和LoRa模組成本最近，SNSTelecom預測了一個經典LPWA模組成本是$4-18，不一樣技術模組價格有所不一樣。伴隨LPWA網絡布署成熟，預計每個模組成本批量能夠降到$1-2。

NB-IoT和LoRa成本到底是多少呢？從一些公開信息中來做個簡單整理。（1）NB-IoT模組成本華為在《NarrowBandIoTWideRangeofOpportunitiesWMC》中提到了：NB-IoT芯片組價格$1-2，模組價格是$5-10。NB-IoT模組理想價格應該小于<$5。中興在《Pre5GBuildingtheBridgeto5G》中提到，NB-IoT模組成本是$5-10，芯片組成本約$1-2?；ヂ?lián)網工程任務組（TheInternetEngineeringTaskForce，簡稱IETF）也提到每個模塊成本小于$5。Vodafone在一篇相關介紹資料中提到，每個模組成本<$5。從上述幾家企業(yè)資料來看，NB-IoTd模組成本市場期望值應該是<$5。詳細廠家銷售價格會是多少呢?尚不得而知。不過，光有了NB-IoT模組還不夠，因為NB-IoT是授權頻段，要接入運行商網絡，還需要SIM卡，或者eSIM(EmbeddedSIM、嵌入式SIM)。每個NB-IoT模塊還會有流量或服務費用。（2）LoRa模組成本因為LoRa商用較早，在市場上也有很多企業(yè)在銷售LoRa模塊。在此不討論數(shù)據(jù)透傳模組，只說基于LoRaWAN協(xié)議模組。Microchip是較早做LoRaWAN模組廠商，其在官方網址標價$10.37@5000+。實際采購價格需要聯(lián)絡Microchip銷售以項目議價為準。LoRaWAN模組關鍵器件是MCU和SX127x，現(xiàn)在大約在8-9元人民幣?，F(xiàn)在LoRa市場主流使用是ST企業(yè)STM32L1系列和STM32L0系列超低功耗單片機。STM32L1系列是基于ARMCortex-M3內核，STM32L0是基于ARMCortex-M0+內核。以STM32L051C8和SX1278IMLTRT為例來評定LoRaWAN模組成本，一個LoRaWAN模組市場價格范圍應該是在:$6-10。當然，不一樣廠家因為其采購和加工制造成本不一樣工LoRa模組成本也各不相同。4

NB-IoT和LoRa方案比較NB-IoT工作在授權頻段，設備需要入網許可，干擾相對會少。LoRa工作在免授權頻段，免授權頻段設備種類相對多，難免會受到其余無線設備干擾。LoRa優(yōu)勢在于其專利技術，即使在復雜環(huán)境中依然能保持較高接收靈敏度，抗干擾能力強。LoRa和和NB-IoT數(shù)據(jù)速率是不一樣，LoRa數(shù)據(jù)速率可達50kbps，NB-IoT可達200kbps。兩種技術數(shù)據(jù)速率不一樣實際上也形成了不一樣市場細分應用，可依照實際項目需求選擇適合技術。從NB-IoT和LoRa芯片產品來看，很多產品都集成了MCU或處理器，這么能夠更方便地進行信號和數(shù)據(jù)處理以及通信協(xié)議管理。NB-IoT和LoRa無線網絡布署環(huán)境不一樣，通信距離也會有所不一樣。在實際布署時候需要考慮到“盲區(qū)”問題。也能夠結合其余無線技術（如FSK等）處理信號“盲區(qū)”問題（當然，PCB設計和天線匹配也會影響到通信距離遠近）。不少企業(yè)NB-IoT芯片支持多個技術標準，能夠滿足了更多市場細分需求。LoRa經過授權能夠做成SoC或SiP產品，并與一些產品技術融合滿足不一樣市場需求。如，SemtechEV8600就是是PLC與LoRa相結合SoC產品。NB-IoT和LoRa在電池產品應用中，存在一個共同缺點，因為功耗問題，無法做到實時通訊，只適合條件或定時上傳，而對實時雙向要求較高場景，是一個問題，不過，LoRa能夠開啟低功耗FSK短距離組網方式，實現(xiàn)雙向實時通訊；NB-IoT只能經過不停地與平臺通信（平臺是否能夠喚醒低功耗狀態(tài)下設備，還有待驗證！?。。?，獲取下行指令，但過于頻繁，將加大功耗，如通信頻率降低，將出現(xiàn)用戶體驗感下降問題。5

結論NB-IoT和LoRa各有千秋，各有自己優(yōu)勢。需要依照實際項目需求情況及本身情況合理選擇適當技術。NB-IoT和LoRa都還處于發(fā)展起步階段，需要各方投入和共同發(fā)展。當大規(guī)模布署成為一個現(xiàn)實可能時候，NB-IoT和LoRa模組成本自然也會深入降低。在這新一波物聯(lián)網發(fā)展行情中，先把項目落地，才有贏得先人一步機會。NB-IoT和LoRa不但僅需要產品創(chuàng)新，更需要項目應用創(chuàng)新。就技術方案而言，在短時間內，NB-IoT和LoRa必定會并行，有共同點、各有優(yōu)點、各有缺點，極難說誰壓倒誰，不過，假如受到技術方案以外原因影響，比如贏利模式創(chuàng)新，與應用行業(yè)緊密結合，借助行業(yè)影響力，那么什么都有可能。我們比較看好NB-IoT技術，上述技術總結和技術分析，就是全方面闡述我們?yōu)楹沃鲃訁⒓覰B-IoT進程，因為我們在就提出“點對點”物聯(lián)方案，但鑒于2G退網、資費居高不下等原因，堅持6年后，終于迎來了機遇，而機遇是給有準備人，這幾年，我們潛心地在自己領域臥薪嘗膽，主動創(chuàng)新，堅信通訊技術必將會帶來物聯(lián)網應用春天，當春天降臨時候，我們所在領域創(chuàng)新結果，與先進通訊技術結合，就如虎添翼。也正因為如此，在參加國家相關標準制訂中，發(fā)表了主動看法：NB-IoT技術一旦商用，現(xiàn)在花費巨款編制這些標準，將成為廢紙，一文不值，此預言，將再一次被事實所驗證。行業(yè)部門競爭NB-IOT技術來勢兇猛，未來十年，全球將有500億個終端設備，經過NB-IOT接入物聯(lián)網，遍布城市各處物聯(lián)網感知終端組成城市神經末梢，對城市運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，從地下管網監(jiān)測到路燈、井蓋等市政設施管理，從水質、空氣污染監(jiān)測到建筑節(jié)能，將為實現(xiàn)安全高效、友好有序、綠色低碳、舒適便捷智慧城市發(fā)揮主要作用。在公共事業(yè)、個人穿戴設備、智能交通、物流跟蹤、寵物管理、精神病患者及老人監(jiān)管、兒童監(jiān)護、自動停車、智慧農業(yè)、工業(yè)智能化、?；繁O(jiān)管等全部領域，無所不及。不過，能夠快速普及、且形成規(guī)模NB-IOT應用，當屬公共事業(yè)供電、供水、供氣、供熱遠程抄表應用，因為全國有5.6億用戶，在線運行各種計量儀表高達20億只，量大面廣，為處理抄表難、收費難、降低運維成本、降低漏損，急需更先進適用技術。然而，建國以來，在公共事業(yè)電水氣熱領域，各種技術迭代發(fā)展到今天，已經形成了各種利益交織混合體，不會因為NB-IOT先進，就能夠快速切入。是公共事業(yè)電水氣熱遠程抄表里程碑一年，從住建部、發(fā)改委、工信部體系動作能夠看出，基本形成了“三足鼎立”態(tài)勢，分析以下：1住建部相關利益單位住建部印發(fā)科學技術項目計劃書與前住宅遠傳抄表系統(tǒng)應用技術規(guī)范，都是舊文件，但印發(fā)時機，是十分耐人尋味。而且這個信號在網上曝光以后，立刻引發(fā)業(yè)內外企業(yè)與投資機構高度重視。沒有些人能夠漠視這近萬億市場價值！從體制上，住建部主管公共事業(yè)供水、供氣、供熱，這與房屋建設相關，所以，住建部相關利益部門，試圖主導水表、氣表、熱表在建筑領域應用。不過，按照傳統(tǒng)沿用習慣，只要經過國家技術監(jiān)督部門認證水表、氣表、熱表，即可進入建筑安裝，相關部門沒有利益而言。在反腐及體制改革之前，很多政府部門相關部門，都會想很多方法為部門、團體、個人創(chuàng)造財富，從而衍生出很多管控部門，對計量儀表新技術應用，開始管控，出臺了“CJ城建標準”、“JG建筑工程標準”等很多標準，并設置了“準入立案制度”等等，不論這個標準和制度是否起到了主動管理作用，其中借助公共權力和公共資源斂財做法，已經極大減弱了這種制度權威性，因為這么做法已經給企業(yè)帶來巨大經濟負擔，并在招投標活動中，有些用金錢換取立案證、標準參編單位聲譽作為標準加分行為，已經嚴重破壞了商業(yè)公平交易環(huán)境，期待政府盡快進入微觀環(huán)境體制改革。鑒于很多標準均為行業(yè)推薦標準，并沒有強制性，所以，對行業(yè)發(fā)展并不能起到更多實質作用，反而造成了大家都看中了組織起草標準好處，結果政出多門，標準相互剽竊，邏輯十分混亂，以至于讓企業(yè)無法適從，出于無奈，很多企業(yè)只能依照實際情況，制訂企業(yè)標準。所以說，住建部體系，在水氣熱遠程抄表項目標競爭中，不會產生實質性影響，與國家電網和工信部競爭中，處于劣勢，但在智慧城市應用中，相關部門作用是不能小視。實踐中，在公共事業(yè)水氣熱計量儀表領域，住建部CJ/T-188對計量儀表數(shù)據(jù)傳輸，具備一定影響，但這個標準只是用于計量儀表與中繼裝置之間當?shù)赝ㄐ艆f(xié)議，一旦采取NB-IoT“點對點”通信技術，這個標準影響力將十分有限，所以，從住建部角度，希望在公共事業(yè)電水氣熱遠程抄表新興行業(yè)中起到主導作用，但心有余力不足，住建部相關部門都各自為政，沒有形成協(xié)力，加之各部門之間利益之爭，造成其公信力下降，所以在NB-IoT技術應用競爭中，不會有實質性能力，但住建部能夠作為合作搭檔，在智慧城市建設中進行合作，所以，住建部及相關部門不足以成為NB-IoT技術應用競爭對手。2

發(fā)改委、能源局及國家電網企業(yè)初，國網營銷【82】號文件首次在國內提出制訂水、氣、熱、電四表合一采集方案。7月6日，國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合公布《關于促進智能電網發(fā)展指導意見》，強調要“支持水、氣、電集采集抄，建設跨行業(yè)能源運行動態(tài)數(shù)據(jù)集成平臺，激勵能源與信息基礎設施共享復用?！?月13日，國網營銷計量【】16號文件《國網營銷部關于加緊推進四表合一采集應用工作通知》，給出國網四表集抄技術規(guī)約，并在全國26個省市區(qū)進行114671戶四表合一建設計劃。2月24日，國家發(fā)改委、國家能源局和工信部印發(fā)《關于推薦“互聯(lián)網+”智慧能源發(fā)展指導意見》，指出要“實現(xiàn)電能、熱力、制冷等能源消費實時計量、信息交互與主動控制。豐富智能終端高級量測系統(tǒng)實施功效，促進水、氣、熱、電遠程自動集采集抄，實現(xiàn)多表合一?！蹦?，由中國電力企業(yè)聯(lián)合會編制團體標準《電、水、氣、熱能源計量管理系統(tǒng)》提交報批。

以上信息及文件公布表明了國家層面對“互聯(lián)網+智慧能源”發(fā)展下四表合一項目標大力支持?，F(xiàn)有試點項目覆蓋了河北、河南、山東、山西、湖北、湖南、浙江、江蘇、甘肅、廣西、四川、內蒙古、新疆、青海、云南、吉林、北京、上海、天津、重慶等省市，項目表計數(shù)量從幾百到幾萬不等，在試點項目之后，水、氣、熱、電表集采集抄會逐步走向大規(guī)模普及。10月26日，山東濟寧供電企業(yè)收到濟寧中山公用水務有限企業(yè)支付首筆代抄表手續(xù)費15萬元，在國家電網企業(yè)系統(tǒng)首家收獲了“多表集抄”商業(yè)運行第一桶金，為全方面推進“多表集抄”商業(yè)運行起到示范帶動作用。電力抄表場景氣氛用戶測通訊和配網通訊系統(tǒng)，電力負荷監(jiān)控系統(tǒng)頻段采取230MHz+1.8GHzTD-LET專網。用戶電表遠程抄表采取過很多技術，抄表頻率目標是15分鐘一次此案機和上傳，天天96個點，方便實現(xiàn)電網在線監(jiān)測控制，電力聯(lián)合會新團體標準則將這個指標提升到5分鐘采集并上傳一次。在居住集中地方，主要采取集中式抄表，主要有電力光纖集抄和GPRS集抄（占比超出50%），因為電力抄表供電不是問題，數(shù)據(jù)量相對較大，現(xiàn)在還未體會到電力抄表利用NB-IoT需求，況且要改變幾十年形成業(yè)務體系，不是哪個領導能夠決定。國網四表集抄相關情況：推進"四表合一采集"正逢其時。國網早在用電信息采集系統(tǒng)進入后期，為深入發(fā)揮由巨款建設用電信息采集系統(tǒng)價值，綜合利用社會公共資源，提升社會公共服務水平，處理為民服務"最終一公里"問題,有計劃地安排推進"四表合一采集"。，國網企業(yè)，經省，地到縣供電部門明文布署，提出"四表合一采集"經典技術方案和標準化設計，并有國家發(fā)改委，國家能源局和工信部聯(lián)合下發(fā)?關于推進"互聯(lián)網+"智慧能源發(fā)展指導意見?明文支持，地方政府及行業(yè)主管部門理應主動協(xié)調。能夠說，推進"四表合一采集"處于很有利地位?！駠W工程資金有實力，同時，國網要求:"主動爭取政府資源，力爭將"四表合一采集"納入智慧城市建設范圍，將相關建設費用納入新建居民區(qū)供電工程配套費政策范圍，將電，水，氣，熱表安裝位置和采集布線等建設要求納入新建小區(qū)相關設計和建設標準"，保障各地"四表合一采集"工程準期完成。不過，國網營銷部文件要求:"智能水，氣，熱表計采購安裝，由相關企業(yè)依照各自需要分別負責"。實際上，避開了難題。

●"四表合一采集"應用工作,"以城鎮(zhèn)新建居民小區(qū)為重點，找準政府重視，企業(yè)主動和智慧城市建設等重點區(qū)域"。可見，"四表合一采集"短期或局部效應顯著，對水，氣，熱行業(yè)大量早期表計采集工作，未提出一個說法。

●"四表合一采集"從功效上看，還是遠程抄表。國網營銷部文件:"推進四表合一采集應用工作，繼而開展代抄，代收，不停創(chuàng)新商業(yè)合作模式"。對水，氣，熱行業(yè)在線生產運行監(jiān)測系統(tǒng)需求，供電部門不介入。

●推廣"四表合一采集"還有一些技術問題需要處理，水，氣，熱行業(yè)數(shù)據(jù)對等保密方法，從國網用電信息采集系統(tǒng)索取數(shù)據(jù)接口及通信協(xié)議等。以上能夠看到，國網推進"四表合一采集"有一定主動帶動作用，但在推廣應用范圍，資金投向，推廣目標設計上有較大不足，對推進水，氣，熱行業(yè)集抄系統(tǒng)整體發(fā)展推進力不足?，F(xiàn)在國網已經布署了3億多臺電量采集裝置，正試圖將水、氣、熱計量數(shù)據(jù)全部經過現(xiàn)有通道，實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集和傳輸，現(xiàn)在在全國已經完成數(shù)百萬戶集中采集，即使在推廣中，已經碰到天花板，需要處理出現(xiàn)問題，但就電能計量角度，要改變現(xiàn)實狀況轉為采取NB-IoT，也只是一些人異想天開。國網利用其強大經濟實力，在四表集抄中，給全國基層電力企業(yè)下達行政命令作為考評業(yè)績一項內容，同時輔以每加入一戶水或氣或熱計量儀表進入通道給予120元資金支持，這么對調動基層電力企業(yè)主動性，起到極大促進作用，預計在今年，國網可能要完成大約500萬戶四表集抄任務，到完成3000萬戶，這基于國網幾十年形成通訊網絡優(yōu)勢，不可能因為NB-IOT出現(xiàn)，產生顯著影響，所以，國網是NB-IoT應用推廣中最強大競爭對手。國網利用遍布全國城鎮(zhèn)網點體系，以及資助政策，不停加大四表集抄力度，但伴隨工作推進，已經出現(xiàn)障礙，那就是，電力部門向自來水，燃氣，熱力部門提供抄表通道，在完成試點階段，基于新建住宅提前規(guī)劃，基本有效達成了目標，但在后期大規(guī)模推廣過程中，讓水、氣、熱企業(yè)大量采購智能遠傳表也基本是不可能，另外，對于復雜建筑環(huán)境，也不是左右智能表都能適應，所以，要與國網四表集抄爭奪水氣熱用戶經過NB-IoT實現(xiàn)集抄，需要在自來水、燃氣、熱力企業(yè)沒有資金實力購置智能表角度入手處理問題。對于電能計量是否能引入NB-IoT，這個能夠參考水、氣、熱引入NB-IoT模式進行，也無不可能，事在人為，關鍵在于怎樣策劃，怎樣平衡各方利益。3

工信部三大移動通訊運行商窄帶蜂窩物聯(lián)網NB-IoT是業(yè)界公認最適合運行商布署物聯(lián)網技術。伴隨移動通信標準化組織3GPP在今年6月宣告完成NB-IoT標準制訂工作，基于授權頻譜低功耗廣域網絡（LPWAN）技術在蜂窩通信陣營內部取得了標準上統(tǒng)一，這為通信運行商抵抗以LoRa、Sigfox、RPMA等非授權頻譜技術建網威脅掃除了標準障礙。所以，包含中國三大運行商在內全球主流運行商紛紛加大了NB-IoT推進力度。暫不論NB-IoT商業(yè)模式在哪里，贏利點在哪里，三大運行商，誰也不希望在新一輪競爭中輸給對方，所以，各企業(yè)都在主動布署NB-IoT網絡，無形中，對國家電網企業(yè)實施四表集抄，帶來了新沖擊，對住建部等標準單位花費巨額資金編制各類標準，產生了顛覆作用。系統(tǒng)內競爭通信業(yè)坐享人口紅利、從業(yè)者相安無事各自增加時代已經一去不返。行業(yè)增加曲線已經抵達劉易斯拐點，存量競爭時代降臨；移動互聯(lián)網時代，OTT業(yè)務加速著基礎業(yè)務迭代；數(shù)據(jù)流量爆炸式增加與營收增加之間形成巨大“剪刀差”……“再不轉型就老了”成為懸在電信運行商頭上達摩克利斯之劍?！裰袊苿樱?0月30日，中國移動宣告其成為全球第一個完成端到端NB-IoT試驗室測試運行商，下一步將進入外場測試。按照中國移動規(guī)劃，在第四季度基于蜂窩物聯(lián)網技術建設網絡會開始商用?！裰袊娦牛涸谔煲碇悄芙K端交易博覽會上，中國電信董事長楊杰表示中國電信將于上六個月建成覆蓋全網基于800MNB-IoT網絡，同期也將支持eSIM以促進中國電信物聯(lián)網從過去基礎微弱走向行業(yè)前列。

●中國聯(lián)通：在中國智能終端技術大會暨中國智能硬件開發(fā)者大會上，中國聯(lián)通網絡技術研究院物聯(lián)網研發(fā)中心總監(jiān)胡云表示，今年是聯(lián)通NB-IoT試點年，明年是商用元年?，F(xiàn)在中國聯(lián)通大規(guī)模NB-IoT外場試驗計劃已經開始開啟，并計劃今年在上海建設千站規(guī)模，能夠滿足整個上海主城區(qū)覆蓋。三大運行商不約而同地都將作為NB-IoT商用元年，主要是彼此之間市場競爭需要。按照工信部統(tǒng)計，截止到今年9月末，全國移動電話用戶總數(shù)已達成13.16億戶，4G用戶占比也已高達52%，所以在人與人之間通信相對飽和市場環(huán)境下，三大運行商均將物與物之間連接——即物聯(lián)網視為下一個增加點和競爭高地。為在市場上搶占先機，三大運行商一哄而上以激進姿態(tài)開啟NB-IoT網絡試驗和商用計劃，并將NB-IoT快速升溫為通信行業(yè)熱點。三大運行商冒著風險激進地推進NB-IoT網絡建設，主要還是來彼此相互競爭需要，每一家都想要經過跑馬圈地來打造物聯(lián)網時代網絡壟斷優(yōu)勢，這暴露出還是運行商傳統(tǒng)管道思維：迷信連接價值，相信更加快建網速度和更強連接能力就意味著更大話語權。其實中國移動原董事長王建宙早在就提出了“物聯(lián)網顛覆價值鏈和生態(tài)鏈”觀點，認為物聯(lián)網帶來最大改變是價值鏈改變和生態(tài)系統(tǒng)改變，產業(yè)價值從連接層上移到了平臺層和應用層，運行商應該順應這一改變，將競爭中心從以網絡為主轉向平臺和應用。從NB-IoT建網投入來看，中國電信總經理楊小偉在世界互聯(lián)網大會論壇上透露中國電信將在上六個月完成30萬FDD基站建設，并同時實現(xiàn)800MHzNB-IoT全網覆蓋；而對于中國移動和中國聯(lián)通而言直接升級其現(xiàn)網GSM基站來支持NB-IoT雖是較為省錢建網方式，但考慮到兩家運行商GSM基站開網時間久遠，尤其是物聯(lián)網需求集中城區(qū)基站在網運行時間更長，這些破舊設備支持升級百分比很低，所以其新建站投入與舊站升級成本相對于中國電信也少不了多少。另外，物聯(lián)網設備無處不在，比手機有更高覆蓋能力要求，當年中國移動為支持其高峰時期5億2G用戶所布