NB-IoT 대 LoRa 대 Sigfox

연결된 장치의 수가 계속 증가하고 있지만(2030년까지 1,250억 개에 도달할 것으로 예상됨), 이를 지원하는 무선 기술도 전 세계적으로 계속해서 많은 관심을 받고 있습니다. 모든 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 기술인 NB-IOT(협대역 IOT), LoRa 및 Sigfox는 종종 정상을 향한 경쟁으로 묘사되는 상황에서 서로 경쟁합니다. 그러나 그것이 연결성 생태계에 대한 정확한 그림일 필요는 없습니다. 이러한 각 기술(또는 최소한 LoRa 및 NB-IoT)은 사용 사례에 따라 IoT 공간에서 중요한 역할을 할 수 있으므로 각각의 기능과 차이점을 이해하는 것이 중요합니다.

협대역 IoT

NB-IoT는 모바일 네트워크에 연결해야 하는 매우 낮은 데이터 속도 장치의 요구 사항을 해결하기 위해 셀룰러 시스템 표준화 조직인 3GPP(3세대 파트너십 프로젝트)의 "클린 시트" 이니셔티브입니다. 배터리. 셀룰러 표준으로서 NB-IoT의 목표는 IoT 장치를 표준화하여 상호 운용 가능하고 더 안정적으로 만드는 것입니다.

NB-IoT는 OFDM 변조를 사용하는 셀룰러급 무선 기술이기 때문에 칩은 더 복잡하지만 링크 예산은 더 좋습니다. 즉, 사용자는 셀룰러 연결과 관련된 고성능 수준을 얻을 수 있지만 더 복잡하고 더 많은 전력 소비를 희생해야 합니다.

NB-IoT는 소량의 데이터(데이터 생성량이 적은 IoT 장치에서 생성되는 하루 수십 또는 수백 바이트)를 송수신하는 데 사용됩니다. Sigfox 및 LoRa와 유사한 메시지 기반이지만 이러한 기술보다 훨씬 더 많은 데이터를 처리할 수 있는 훨씬 빠른 변조 속도를 제공합니다. 하지만 NB-IoT는 아닙니다. LTE-M(IoT 애플리케이션과 관련된 또 다른 LPWA 셀룰러 기술)과 같은 IP 기반 통신 프로토콜. 실제로 IP 네트워크에 연결할 수 없으며 스마트폰에서와 같이 사용할 수 있습니다. 단순한 IoT 애플리케이션용으로 제작되었으며 LTE-M(고대역폭 또는 모바일 및 로밍 애플리케이션에 더 적합)보다 전력 효율이 높지만 통신 빈도가 낮은 용도로 설계되었습니다.

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NB-IoT 개발에는 매력적인 지리적 기업-정치적 요소가 있습니다. 이에 대한 자세한 내용은 Nick Hunn의 훌륭한 글인 NB-IoT is Dead를 참조하십시오. 장수 NB-IoT. Nick은 NB-IoT에 대한 3GPP 사양에는 Huawei/Vodafone 대 Ericsson/Nokia/Intel이라는 두 가지 경쟁 변형이 있다고 지적합니다. 또한 Ericsson은 Alcatel을 기반으로 하는 구형 4G 인프라가 NB-IoT와 하위 호환되지 않을 것이라고 밝혔습니다. 이는 캐리어가 NB-IoT를 지원하려면 수천 개의 기지국을 미국에서 변경해야 한다는 것을 의미합니다. 이에 비추어 볼 때 대부분의 미국 통신사는 LTE-M을 고수할 것입니다.

따라서 NB-IoT는 허가된 스펙트럼을 통해 운영자 네트워크에 연결해야 하는 간단한 장치를 위한 것입니다. 현재 유럽에서만 파일럿 및 테스트 중이며 일부 테스트를 수행하는 유럽의 소수의 운영자를 제외하고 널리 사용되지 않습니다. Sigfox라는 회사를 팔로우하면 Sigfox와 같은 네트워크에 의해 생성된 시장 공간을 다루려는 3GPP 커뮤니티의 시도임을 알게 될 것입니다.

NB-IoT 물리 계층에 대한 자세한 내용은 여기를 읽어보세요.

출처:https://arxiv.org/pdf/1606.04171.pdf .

NB-IoT는 확실히 지켜봐야 할 기술입니다. 현재 상황을 요약하자면:

NB-IoT의 장점은 다음과 같습니다.

만약 NB-IOT가 존재하고 배포됨:

<울>

범위가 매우 좋을 것입니다. NB-IoT 기기는 4G 범위에 의존하므로 실내 및 밀집된 도시 지역에서 잘 작동합니다.

LoRa보다 응답 시간이 빠르고 더 나은 서비스 품질을 보장할 수 있습니다.

NB-IoT의 단점은 다음과 같습니다.

<울>

FOTA(firmware-over-the-air) 또는 파일 전송을 구현하는 것은 어렵습니다. NB-IoT의 일부 설계 사양으로 인해 더 많은 양의 데이터를 기기로 전송하기가 어렵습니다.

네트워크 및 타워 핸드오프가 문제가 되므로 NB-IoT는 로밍 자산보다는 고정 위치의 계량기 및 센서와 같은 주로 정적 자산에 가장 적합합니다.

로라

LoRa는 LoRaWAN용 비셀룰러 변조 기술입니다. (BPSK 또는 QPSK가 NB-IoT의 변조인 것처럼) LoRa 및 LoRaWAN이라는 두 용어는 그렇지 않습니다. 교환 가능:LoRaWAN은 WAN 통신을 위한 표준 프로토콜이며 LoRa는 광역 네트워크 기술로 사용됩니다.

LoRa는 주로 두 가지 방식으로 사용됩니다.

<올>

하나는 주로 유럽에 배포된 LoRaWAN입니다. 메시지 용량은 12바이트로 매우 작습니다.

또 하나는 Link Labs의 제품인 Symphony Link입니다. Symphony Link는 LoRaWAN 시스템의 한계를 극복하기 위해 설계된 LoRa 기술을 기반으로 구축된 무선 시스템입니다. 주로 미국과 캐나다에서 보다 복잡한 LoRa 네트워킹 솔루션의 구성 요소로 포함되는 경우가 많으며 산업용 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.

LoRa는 IoT 솔루션을 위한 우수한 무선 네트워크를 나타내며 다른 유사한 무선 기술보다 링크 예산이 더 좋습니다. 그러나 유럽의 몇몇 시장을 제외하고 LoRaWAN 네트워크에 연결하거나 LoRa를 전혀 사용하려면 자체 네트워크 게이트웨이를 배포해야 합니다.

그것은 단점처럼 보일 수 있지만 실제로 LoRa는 공장이나 병원과 같이 건물 전체에 연결되어야 하는 저전력 장치를 위한 WiFi의 좋은 대안이 됩니다. (보안 문제로 인해 타사 장치를 자체 네트워크에 설치하는 것을 승인하는 IT 부서를 찾기가 어렵습니다. 자체 게이트웨이를 설정하면 완전히 분리되고 안전한 네트워크가 생성됩니다.) 이 기사에서 논의된 세 가지 기술 중, "Do-It Yourself" 기술로 사용할 수 있는 유일한 기술입니다. 모든 회사는 게이트웨이를 설치할 수 있는 곳이면 어디에서나 자체 연결된 장치를 구축하고 사용할 수 있습니다.

자세히 알아보기:LoRa란 무엇입니까?

NB-IoT와 LoRaWAN의 가장 중요한 차이점은 다음과 같습니다.

<올>

LoRaWAN은 비면허 스펙트럼을 사용합니다. 유럽에서 이는 1% 듀티 사이클을 의미하며, 이는 트래픽의 양과 빈도뿐만 아니라 네트워크를 제어하고 트래픽을 다운시키는 기지국의 능력을 제한합니다.

LoRa는 Semtech Corporation에서 판매하는 독점 변조 시스템입니다. 그들은 사실상 LoRa의 유일한 칩셋 제조업체 또는 라이선스 보유자입니다. NB-IoT는 표준 변조 유형을 기반으로 하지만 3GPP의 일반적인 경우처럼 결국에는 다른 IP 라이선스 보유자가 돈을 요구하게 될 것입니다.

LoRaWAN은 이동통신사가 아닌 고객도 솔루션을 구현하는 데 사용할 수 있습니다. Things Network는 LoRaWAN을 사용하는 크라우드 소싱 네트워킹 이니셔티브입니다. LoRaWAN 네트워크는 한 지역에서 둘 이상의 네트워크가 운영될 때 간섭한다는 점에 유의해야 합니다.

자세히 보기:LoRaWAN 확장성 개선

1. NB-IOT는 훨씬 더 높은 데이터 속도, MAC 정교함 및 더 높은 전력 기지국으로 인해 라우팅, 멀티캐스트, 펌웨어 브로드캐스트 등을 위한 고급 기능을 제공할 것입니다.

LoRa를 요약하자면:

LoRa의 이점은 다음과 같습니다.

<울>

단일 건물 애플리케이션에 적합합니다.

나만의 네트워크를 설정하고 관리할 수 있습니다.

LoRa는 대칭 링크로 인해 명령 및 제어 기능과 같은 양방향성이 필요한 경우에 좋은 옵션입니다.

LoRa 기기는 움직일 때 잘 작동하므로 배송과 같은 실외 자산 추적에 유용합니다.

LoRa 기기는 NB-IoT 기기보다 배터리 수명이 더 깁니다.

LoRa의 단점은 다음과 같습니다.

<울>

NB-IoT보다 데이터 전송률이 낮습니다.

NB-IoT보다 지연 시간이 더 깁니다.

작동하려면 게이트웨이가 필요합니다(또한 많은 경우 이점이 있음).

시그폭스

LPWAN 기사는 IOT 장치가 매우 낮은 대역폭 연결을 사용할 수 있는 가능성에 대해 세계를 일깨운 회사인 Sigfox를 언급하지 않고는 완전하지 않을 것입니다. Sigfox는 세 가지 기술 중 가장 기본적인 기술이며 주요 차이점은 다음과 같습니다.

<올>

Sigfox는 가장 저렴한 무선 모듈을 제공합니다(LoRa의 경우 ~$10, NB-IOT의 경우 $12인 반면 <$5).

Sigfox는 업링크 전용입니다. 제한된 다운링크가 가능하지만 링크 예산이 다르고 매우 제한적입니다.

Sigfox는 종단 간 네트워크 및 기술 업체입니다.

그러나 Sigfox에게는 끝의 시작인 것 같습니다. 현재까지 미국에 중요한 네트워크를 구축하지 않은 상태로 기업으로서 고군분투하고 있다. 회사는 사람들이 액세스하는 데 몇 푼의 비용을 지불하는 네트워크를 배포하는 데 이미 수억 달러를 지출했기 때문에 비즈니스 모델은 다소 야심찬 것입니다. Sigfox는 애플리케이션 비용을 낮게 유지하는 것이 사람들을 시장으로 이끄는 방법이라고 생각하지만 이러한 사고 방식으로 인해 충분한 수익을 얻기가 어렵습니다. 결국 Sigfox는 IoT 장치를 위한 대체 셀룰러 네트워크를 배포하려는 노력에 실패(또는 최소한 고군분투)하고 있는 것 같습니다.

Sigfox의 장점은 다음과 같습니다.

<울>

전력 소모가 적습니다.

매우 적은 양의 데이터를 매우 느리게 전송하기 때문에 전송 빈도가 낮은 단순한 기기에 적합합니다.

위치한 지역에서 넓은 커버리지 영역을 지원합니다.

Sigfox의 단점은 다음과 같습니다.

<울>

모든 곳에 배포되지 않으므로 현재 많은 사용 사례에서 작동하지 않습니다.

통신은 종점에서 기지국으로 향하는 것이 좋습니다. 양방향 기능이 있지만 베이스 스테이션에서 엔드포인트까지의 용량이 제한되어 있으므로 링크 예산을 늘리는 것보다 줄이는 것이 더 적습니다.

Sigfox 기기에서는 이동이 어렵습니다.

어떤 LPWAN 기술이 귀하의 사용 사례에 적합합니까?

이러한 각 기술은 흥미로운 기능 집합을 제공하지만 오늘날 대부분의 세계에서 대규모로 사용할 수 있는 기술은 없다는 점을 강조해야 합니다. 2017년에 LTE Cat-M1은 미국에서 최초로 전국적인 LPWAN 기술로 배포되었습니다.

LoRa와 같은 기술은 모바일 네트워크 연결이 필요하지 않은 스마트 빌딩이나 캠퍼스와 같은 "분리된" 애플리케이션에 가장 잘 사용될 것입니다. 사용 사례에 LoRa 기술의 이점이 있다면 Symphony Link를 살펴보십시오. Symphony Link는 LoRa와 관련된 한계를 극복하기 위해 설계되었지만 LoRa 기술을 기반으로 합니다. 확장 가능하고 안정적이면서도 유연한 솔루션이 필요한 기업 및 산업 고객을 위해 특별히 설계되었습니다. Symphony Link 사용자는 API를 통해 게이트웨이에 직접 기능을 추가할 수 있습니다. Symphony Link에 대해 자세히 알아보거나 IoT 연결 문제를 해결할 수 있는 방법에 대해 이야기해 주세요.