LoRaWAN、Wi-SUN与LTE NB-IoT技术对比
作者 | 亿佰特物联网实验室2022-08-17

一、什么是Wi-SUN?

日常生活中,大家可能很少会听到关于Wi-SUN的技术话题,其实Wi-SUN就是无线智能泛在网络场域网的简称。

Wi-SUN 的物理层规范在 IEEE 802.15.4g 中定义,MAC 层规范在 IEEE 802.15.4e 标准中定义。Wi-SUN联盟管理Wi-SUN设备的推广,认证和它们之间的互操作性。

Wi-SUN是一种基于网状拓扑的网络协议,与基于星形的Wi-Fi或LTE不同。Wi-SUN 支持星形、网状和混合拓扑。Wi-SUN通常按照网格架构进行部署,其中每个节点将数据中继到网络。Wi-SUN 设备使用交流电源和电池电源运行。

什么是Wi-SUN?

如图所示为Wi-SUN 网络架构,它是一个由节点(即路由器)组成的全网状网络。多个节点通过边界路由器连接,该路由器使用蜂窝或光纤或以太网链路将它们与WAN连接。安装了NOC(网络运营中心)来监视Wi-SUN网络及其元素。

二、什么是LoRaWAN?

LoRaWAN作为低功耗广域网技术中使用最为广泛的一种,相信大家都已耳熟能详。LoRaWAN使用LoRa设备,提供低功耗和广域网。它使用未经许可的 ISM 频段。LoRaWAN标准和互操作性认证由LoRa联盟支持和管理。

LoRaWAN网络架构遵循星形拓扑,其中LoRaWAN终端设备与LoRaWAN网关进行通信。这些网关连接在一起,并与最终用户应用程序运行的核心网络服务器接口。LoRaWAN网关使用蜂窝、Wi-Fi或以太网回程连接与网络服务器接口。不同的云服务器可用于LoRaWAN物联网应用程序,如AWS IoT Core,ThingSpeak,Google Cloud Server等。LoRaWAN网络使用MQTT、CoAP或HTTP协议在LoRaWAN网关和应用程序服务器之间建立连接。

什么是LoRaWAN?

三、什么是LTE NB-IoT?

LTE NB-IoT遵循3GPP规范rel.13,rel.14和rel.15。它被称为低功耗广域网技术。它改善了室内网络覆盖范围,并支持网络中更多数量的设备。NB-IoT设备提供更长的电池寿命,并且成本更低。它用于低功耗和不频繁的数据传输设备。NB-IoT系统在LTE运营商的防护带内使用GSM频谱或未使用的RB(资源块)。LTE NB-IoT架构分为两部分,即接入和核心。UE使用Uu接口连接到eNBs(即基站)。eNBs通过X2接口连接在一起。eNMB通过S1接口连接到核心网端。

什么是LTE NB-IoT?

四、Wi-SUN、LoRaWAN、LTE NB-IoT三者的具体区别

下表总结了Wi-SUN、LoRaWAN和LTE NB-IoT技术之间的比较差异:

参数

Wi-SUN

LoRaWAN

NB-IoT

频率

< 1 GHz 和 2.45 GHz

863 - 870 MHz、902 - 928 MHz、779 - 787 MHz ISM 频段

700MHz、800MHz、900MHz、1700 MHz、1800 MHz 和 1900 MHz

频段更多信息


——

有关更多信息,请参阅 loRa 频段 >>

是指不同国家/地区>>使用的 LTE NB-IoT 频段

数据速率

高达 300 Kbps

0.3 至 22 Kbps(LoRa 调制)和 100 Kbps(使用 GFSK)

在 NB1 类中最高可达 60 Kbps,在 NB2 类中最高可达 158 Kbps

延迟

0.02 至 1 秒

1 - 2 秒

1.4 -10 秒

数据传输加密

AES、HMAC、证书

AES、CMAC、预共享密钥

LTE 数据传输加密、AES

覆盖范围

4 km 点对点,使用非定向天线的 1W 输出

2-5公里(市区),15公里(郊区)

1公里(城市),10公里(农村)

功耗

2μA (静止时)、约 8mA (聆听时)、< +10dBm 时 14mA (传输时)

在极低数据速率下最佳,PSM或eDRX模式下电池寿命延长,PSM模式下电流消耗约为2-3μA

功耗极低,因此电池寿命延长至 10 年

首选应用

专为长达 10 秒的频繁通信而设计

专为长达 128 秒的不频繁通信而设计

专为不频繁通信而设计,通信时间可达 600 多秒

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