LoRa और NB-IoT का तुलनात्मक विश्लेषण, जो बेहतर है
LoRa जैसी LPWAN प्रौद्योगिकियां इंटरनेट ऑफ थिंग्स के विकास के लिए संचार-स्तर का समर्थन प्रदान करती हैं। वर्तमान में, चीन का घरेलू LPWAN उद्योग मुख्य रूप से दो शिविरों में विभाजित है। एनबी-आईओटी बड़े पैमाने पर व्यवसाय के करीब और करीब हो रहा है, जबकि लोरा हर जगह खिल गया है। अनुप्रयोगों के लिए विचार करने के लिए कई कारक हैं, जैसे कि नोड लागत, नेटवर्क लागत, बैटरी जीवन, डेटा स्थानांतरण दर (थ्रूपुट दर), विलंबता, गतिशीलता, नेटवर्क कवरेज और तैनाती के प्रकार। यह कहा जा सकता है कि कोई भी एक तकनीक आईओटी की सभी जरूरतों को पूरा नहीं कर सकती है। एनबी-आईओटी और लोरा प्रौद्योगिकियों में विभिन्न तकनीकी और वाणिज्यिक विशेषताएं हैं, इसलिए विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्य होंगे। दोनों के बीच के अंतर को यहां समझाया जाएगा, और प्रत्येक के उपयुक्त अनुप्रयोग परिदृश्यों को समझाया जाएगा।
वर्तमान में, औद्योगिक विकास के परिप्रेक्ष्य से, एक पूर्ण औद्योगिक श्रृंखला का गठन किया गया है जिसमें सात लिंक शामिल हैं: चिप्स, मॉड्यूल, टर्मिनल, संचार उपकरण, प्लेटफ़ॉर्म, ऑपरेटर और अनुप्रयोग। संपादक ने प्रत्येक लिंक के बाजार एकाग्रता के तुलना चार्ट में एनबी-आईओटी और लोरा का एक टुकड़ा एकत्र किया है, आइए हम इस परिप्रेक्ष्य से दोनों के बीच के अंतर पर एक नज़र डालें।
आवृत्ति बैंड, सेवा की गुणवत्ता और लागत
LoRa 1GHz के नीचे बिना लाइसेंस वाले आवृत्ति बैंड में काम करता है, इसलिए आवेदन के लिए कोई अतिरिक्त शुल्क नहीं है। NB-IoT और सेलुलर संचार 1GHz से नीचे लाइसेंस प्राप्त आवृत्ति बैंड का उपयोग करते हैं। 500MHz और 1GHz के बीच आवृत्ति बैंड लंबी दूरी के संचार के लिए इष्टतम विकल्प है, क्योंकि एंटीना का वास्तविक आकार और दक्षता काफी फायदेमंद है।
LoRaWAN नि: शुल्क बिना लाइसेंस वाले आवृत्ति बैंड का उपयोग करता है और एक अतुल्यकालिक संचार प्रोटोकॉल है, जो बैटरी शक्ति और कम लागत के लिए सबसे अच्छा विकल्प है। LoRa और LoRaWAN प्रोटोकॉल में हस्तक्षेप, नेटवर्क ओवरलैप, स्केलेबिलिटी, आदि को संभालने में अद्वितीय विशेषताएं हैं, लेकिन सेलुलर प्रोटोकॉल के रूप में सेवा की समान गुणवत्ता (QoS) प्रदान नहीं करते हैं। यह बताया गया है कि अधिकृत उप-गीगाहर्ट्ज फ्रीक्वेंसी बैंड की नीलामी 500 मिलियन अमेरिकी डॉलर प्रति मेगाहर्ट्ज से अधिक है। सेलुलर नेटवर्क और एनबी-आईओटी सेवा की गुणवत्ता (QoS) चिंताओं के कारण LoRa के समान बैटरी जीवन प्रदान नहीं करते हैं। QoS और उच्च आवृत्ति बैंड उपयोग शुल्क के कारण, सेलुलर नेटवर्क और NB-IoT को अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए अनुशंसित किया जाता है जिन्हें QoS सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है। लोरा एक अच्छा विकल्प है यदि कम लागत और बड़ी संख्या में कनेक्शन पसंद किए जाते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।
बैटरी जीवन और Downlink विलंबता
सेलुलर नेटवर्क डिजाइन की अवधारणा इष्टतम आवृत्ति बैंड उपयोग है, जो तदनुसार नोड लागत और बैटरी जीवन का बलिदान करती है। इसके विपरीत, LoRaWAN नोड्स कम लागत और लंबे बैटरी जीवन के लिए पैदा होते हैं, और आवृत्ति बैंड उपयोग में कुछ कमियां हैं।
बैटरी जीवन के संदर्भ में विचार करने के लिए दो महत्वपूर्ण कारक हैं, नोड की वर्तमान खपत (पीक और औसत वर्तमान) और प्रोटोकॉल सामग्री। LoRaWAN एक अतुल्यकालिक ALOHA-आधारित प्रोटोकॉल है, जिसका अर्थ है कि नोड्स विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्यों की आवश्यकताओं के अनुसार लंबे या छोटे सो सकते हैं, जबकि सेलुलर जैसे तुल्यकालिक प्रोटोकॉल के नोड्स को नियमित रूप से नेटवर्क किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, बाजार पर मोबाइल फोन को अब काम करते समय हर 1.5s नेटवर्क के साथ सिंक्रनाइज़ करना होगा। एनबी-आईओटी में, यह सिंक्रनाइज़ेशन कम बार हो जाता है लेकिन फिर भी नियमित रूप से होता है, जो अतिरिक्त बैटरी शक्ति की खपत करता है।
सेलुलर नेटवर्क में मॉडुलन आवृत्ति बैंड का पूर्ण उपयोग करने का एक प्रभावी साधन है, लेकिन यह नोड परिप्रेक्ष्य से कुशल नहीं है। सेलुलर मॉडुलन (OFDM या FDMA) को मॉडुलित सिग्नल उत्पन्न करने के लिए एक रैखिक ट्रांसमीटर की आवश्यकता होती है, और एक रैखिक ट्रांसमीटर को nonlinear मॉडुलन की तुलना में परिमाण अधिक पीक करंट के आदेशों की आवश्यकता होती है, और उच्च शिखर धाराएं बैटरी से अधिक शक्ति का उपभोग करती हैं।
लेकिन तुल्यकालिक संचार प्रोटोकॉल में छोटे डाउनलिंक देरी के संदर्भ में फायदे हैं, जबकि एनबी-आईओटी उन अनुप्रयोगों के लिए तेजी से डेटा हस्तांतरण दर प्रदान कर सकता है जिन्हें बड़े डेटा थ्रूपुट की आवश्यकता होती है। और LoRaWAN की कक्षा बी समय-समय पर (क्रमादेशित) डाउनलिंक संदेश प्राप्त करने के लिए टर्मिनल को जगाने के द्वारा डाउनलिंक संचार की देरी को कम करती है।
इसलिए, एनबी-आईओटी उन अनुप्रयोगों के लिए एक बेहतर विकल्प हो सकता है जिनके लिए लगातार संचार, कम देरी या बड़ी डेटा मात्रा की आवश्यकता होती है, और उन परिदृश्यों के लिए जिनके लिए कम लागत, उच्च बैटरी जीवन और अक्सर संचार की आवश्यकता होती है, कहते हैं कि लोरा बेहतर है।
नेटवर्क कवरेज और परिनियोजन समयरेखा
नोड ऑपरेशन की आवश्यक आवश्यकता नेटवर्क कवरेज है। एनबी-आईओटी के लिए एक स्पष्ट लाभ यह है कि नेटवर्क परिनियोजन मौजूदा नेटवर्क सुविधाओं को अपग्रेड करके प्रदान किया जा सकता है, लेकिन यह अपग्रेड कुछ विशिष्ट 4 जी / एलटीई बेस स्टेशनों और उच्च लागत तक सीमित है। और यह उन्नयन केवल शहरी क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है जिनके पास पहले से ही 4 जी / एलटीई कवरेज है, और 4 जी कवरेज के बिना दूरस्थ या उपनगरीय क्षेत्रों के लिए उपयुक्त नहीं है।
लोरा की पूरी उद्योग श्रृंखला अपेक्षाकृत परिपक्व है, और उत्पाद भी "जाने के लिए तैयार" की स्थिति में हैं। साथ ही, दुनिया भर के कई देश राष्ट्रव्यापी नेटवर्क तैनाती की प्रक्रिया में हैं या पूरा कर चुके हैं। LoRa उद्योग श्रृंखला का एक प्रमुख लाभ यह है कि प्रत्येक लिंक के सदस्यों को स्वायत्तता है, और कुछ बड़ी कंपनियां नेटवर्क और अनुप्रयोगों को तैनात करने के लिए एक हाइब्रिड व्यवसाय मॉडल बनाने की योजना बना रही हैं। हालांकि, एनबी-आईओटी उद्योग श्रृंखला आवृत्ति बैंड और ऑपरेटरों द्वारा सीमित होगी।
उपकरण लागत, नेटवर्क लागत और हाइब्रिड मॉडल
अंत नोड्स के लिए, LoRaWAN प्रोटोकॉल NB-IoT की तुलना में सरल है, विकसित करना आसान है और माइक्रोप्रोसेसरों के साथ अधिक उपयुक्त और संगत है। एनबी-आईओटी के मॉडुलन तंत्र और प्रोटोकॉल अधिक जटिल हैं, जिसके लिए अधिक जटिल सर्किट और अधिक लागत की आवश्यकता होती है। वहीं एनबी-आईओटी पर 3जीपीपी की तरह टैक्स लगता है। इस स्तर पर, एक मोबाइल फोन के लिए कर लगभग $ 5 है, लेकिन यह आईओटी उपकरणों के लिए बहुत महंगा है, और यदि कर को जल्दबाजी में कम किया जाता है, तो यह मोबाइल फोन जैसे मोबाइल संचार बाजार में मूल्य भ्रम पैदा करेगा। इसलिए, 3GPP संगठन IoT और मोबाइल संचार के कर मुद्दों को कैसे तौलता है, यह भी एक बड़ी समस्या है।
कम लागत, अपेक्षाकृत परिपक्व LoRa मॉड्यूल पहले से ही बाजार में पाया जा सकता है, और उन्नत संस्करणों का पालन करेंगे। LoRa Alliance में कॉपीराइट और करों पर बहुत अधिक प्रतिबंध नहीं हैं, जिससे मॉड्यूल LoRa उद्योग श्रृंखला में $ 4 से कम हो जाता है। आज बाजार पर लोरा मॉड्यूल की कीमत आम तौर पर 7-10 अमेरिकी डॉलर है, लेकिन जैसे-जैसे तकनीक परिपक्व होती है, 4-5 अमेरिकी डॉलर एक बड़ी समस्या नहीं है। और अब एक एलटीई मॉड्यूल $ 20 से कम के लिए आने के लिए मुश्किल है।
पारंपरिक "आयरन टॉवर" नेटवर्क की तुलना में, IoT और LPWAN की तैनाती के लिए व्यय और परिचालन लागत को कम करने के लिए विभिन्न मॉडलों के उपयोग की आवश्यकता होती है। LoRawan तैनाती कम महंगी है क्योंकि यह पारंपरिक सेल टावरों, औद्योगिक बेस स्टेशनों या यहां तक कि पोर्टेबल होम गेटवे का उपयोग करके किया जा सकता है। इस स्तर पर, एक टॉवर बेस स्टेशन की कीमत लगभग यूएस $ 1,000 है, एक औद्योगिक बेस स्टेशन की कीमत यूएस $ 500 से कम है, और होम गेटवे की कीमत केवल यूएस $ 100 है। लेकिन एनबी-आईओटी के लिए, मौजूदा 4 जी एलटीई बेस स्टेशनों को अपग्रेड करने की कीमत रूढ़िवादी रूप से $ 15,000 से कम नहीं होने का अनुमान है।