إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) مقابل شبكة LoRaWAN: مقارنة بين تقنيتي إنترنت الأشياء

إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) مقابل شبكة LoRaWAN هما نوعان من تقنيات شبكات المنطقة الواسعة منخفضة الطاقة (LPWAN)، المصممة لتطبيقات إنترنت الأشياء. فيما يلي ملخص لأهم الاختلافات:

إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) مقابل LoRaWAN

النطاق الترددي

ما يعادل كتلة موارد مادية واحدة ضمن كتلة موارد LTE عادية. هذا يعني أن إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) قادر على استيعاب المزيد من الأجهزة في نفس الطيف، مع سعة بيانات وسرعة أقل. يستخدم LoRaWAN نطاقًا تردديًا يبلغ 125 كيلوهرتز على 8 قنوات في نطاق واحد. في US915 وAU915 وCN470، هناك 8 نطاقات، لذا هناك طرق متعددة لزيادة سعة الشبكة. يرجى التواصل معنا لمعرفة كيفية زيادة سعة الشبكة باستخدام LoRaWAN.

نطاق

تم تحسين شبكة LoRaWAN للتطبيقات منخفضة الطاقة للغاية وبعيدة المدى. تعمل شبكات LoRaWAN في نطاق ISM (الصناعي والعلمي والطبي) غير المرخص، لذا فهي مجانية الاستخدام. لذا، قد تحدث تداخلات من أجهزة أخرى في نفس النطاق. تعمل تقنية إنترنت الأشياء ضيقة النطاق (NB-IoT) في نطاق ترددي مرخص لشبكات LTE الخلوية، وهي مُحسّنة لتحقيق كفاءة الطيف الترددي على جميع الشبكات الأخرى. رسوم الترخيص التي يدفعها مشغلو شبكات الهاتف المحمول لاستخدام هذه النطاقات الترددية مرتفعة للغاية، مما يحد من عدد المرخص لهم القادرين على تحمل تكاليف تشغيل خدمات إنترنت الأشياء ضيقة النطاق (NB-IoT).

النشر

يمكن إعداد شبكات LoRaWAN بطرق مختلفة: عامة، خاصة، مجتمعات مفتوحة، أو شبكات هجينة، داخلية وخارجية. تستطيع شبكة LoRaWAN إرسال إشارات لمسافات طويلة وعبر العوائق، لذا فهي تعمل بكفاءة في المدن حيث تحتاج إلى توصيل الأجهزة داخل المباني أو تحت الأرض، وفي المناطق الريفية حيث يمكنك تغطية مسافة تصل إلى 50 كيلومترًا لكل بوابة. يعتمد إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) على البنية التحتية الخلوية LTE. هذا يعني أن الشبكات هي شبكات عامة خارجية تستخدم محطات 4G/LTE الأساسية (أبراج خلوية). لا يمكن نقل المحطات الأساسية بسهولة إلى أماكن أخرى إذا لم تكن أجهزة الاستشعار ضمن نطاق البرج. تكلفة جعل شبكة LTE مناسبة لاستخدامات إنترنت الأشياء مرتفعة.

سرعة

إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) أسرع من LoRaWAN، حيث يوفر سرعة بيانات تصل إلى 200 كيلوبت في الثانية في التحميل والتنزيل. أما LoRaWAN، فتتراوح سرعتها بين 293 و50 كيلوبت في الثانية.

استهلاك الطاقة

يستهلك كلٌّ من إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) وLoRaWAN طاقةً أقل من أجهزة LTE التقليدية، مما يعني إمكانية تشغيلهما بالبطاريات لفترات أطول. كما يدعمان ميزات توفير الطاقة، مثل وضع توفير الطاقة (PSM) والاستقبال المتقطع الممتد (eDRX)، مما يسمح لهما بالدخول في وضع السكون أو تقليل نشاطهما عند عدم الاستخدام. مع ذلك، في إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT)، يستغرق إنشاء اتصال TCP وقتًا (وطاقة)، مما يستهلك طاقة إضافية أثناء الانتظار. كما أن بروتوكول UDP غير مستقر. أما LoRaWAN، فلا يعاني من هذه المشاكل.

القمر الصناعي

شبكة LoRaWAN (التي تدعم معدلات بيانات LR-FHSS) مُهيأة تمامًا للاتصالات المباشرة بين الأجهزة والأقمار الصناعية، مما يحد من اتصالات الوصلة الهابطة لمنع التداخل مع الأجهزة الأرضية، ويحسن عمر البطارية، ويحقق ميزانية اتصال عالية في ظل ظروف الراديو القاسية. تتميز تقنية إنترنت الأشياء ضيقة النطاق (NB-IoT) باتصالات متكررة للوصلة الهابطة واستهلاك مرتفع للطاقة بسبب تكرار الرسائل في ظل ظروف الراديو القاسية، مما يُمثل تحديًا للاتصالات بين الأجهزة والأقمار الصناعية.

الحركة

يمكن لأجهزة LoRaWAN التجوال بين البوابات في البلد نفسه. ومع ذلك، يُشكّل التجوال بين الدول تحديًا نظرًا لاختلاف باقات التردد. يقتصر إنترنت الأشياء ضيق النطاق (NB-IoT) على إعادة اختيار الخلية في وضع الخمول، وهو أمر غير مُحسّن بشكل جيد لتتبع الأصول المتنقلة، إذ يجب إعادة تنشيط الأجهزة عند تجوالها بين محطات أساسية مختلفة.

جدول مقارنة بين LoRaWAN وNB-IoT

ميزة	لوراوان	إنترنت الأشياء ذو النطاق الضيق
تعديل	تعديل طيف الانتشار التغريدي	تعديل مفتاح التحول الطوري التربيعي
تكرار	نطاقات ISM غير المرخصة: - 868 ميجا هرتز في أوروبا - 915 ميجا هرتز في أمريكا الشمالية - 470 ميجا هرتز في الصين	نطاقات تردد LTE المرخصة
النطاق الترددي	125 كيلو هرتز، 250 كيلو هرتز، 500 كيلو هرتز	200 كيلو هرتز
ربط الميزانية	165 ديسيبل	164 ديسيبل
الحد الأقصى للرسائل/اليوم	غير محدود	غير محدود
معدل البيانات	300 بت في الثانية – 21 كيلو بت في الثانية	158.5 كيلوبت في الثانية (UL)، 127 كيلوبت في الثانية (DL)
طول الحمولة	11–242 بايت	الحد الأقصى 1600 بايت (يعتمد على المشغل)
يتراوح	5 كم (حضري)، 20 كم (ريفي)	1 كم (حضري)، 10 كم (ريفي)
مناعة التداخل	عالية جدا	قليل
حركة الجهاز	يدعم الحركة	غير مناسب للأجهزة المتحركة
المصادقة والتشفير	معيار AES 128b	تشفير 3GPP بطول 256 بت
معدل البيانات التكيفي (ADR)	مدعوم	غير مدعوم
بوابة	"8 قنوات صاعدة وقناة هابطة واحدة""16 قناة صاعدة وقناة هابطة اثنتان""	ليس هناك حاجة
بطاقة SIM	ليس هناك حاجة	نعم
سعة الشبكة	قابلة للتوسيع - اتصل للحصول على مزيد من المعلومات	يعتمد على المشغل
النشر في الموقع	نعم	لا
نشر السحابة	نعم	نعم
استهلاك طاقة البطارية	س	2x
تأخير الإرسال المستمر	4 ثانية	0 ثانية
نشر البوابة	مطلوب	غير مطلوب
بطاقة SIM	لا حاجة لبطاقة SIM	مطلوب بطاقة SIM
شبكة	قابلة للتوسيع	يعتمد على المشغل
نشر الخادم	النشر في الموقع	خادم سحابي
تجوال	صعب	التجوال في جميع أنحاء العالم ممكن
عمر البطارية	عمر بطارية طويل مقارنة بـ NB-IoT	أقل من LoRaWAN

ملخص

بشكل عام، تعد شبكات 4G و5G خيارات جيدة لنقل البيانات لأجهزة الاتصالات الأكبر حجمًا مثل البوابات والكاميرات وما إلى ذلك. ويمكن أيضًا استخدام 4G لأجهزة التتبع، وخاصةً للمركبات التي تعمل على تشغيل جهاز التتبع بشكل مستمر.

LTE-M, إنترنت الأشياء ذو النطاق الضيقيُعدّ كلا النوعين من الشبكات (Cat-1) خيارين جيدين إذا كنت بحاجة إلى إمكانية تتبع منخفضة الطاقة على مستوى البلاد أو حتى على مستوى العالم. على سبيل المثال، الحاويات، والمركبات، والطرود، والآلات المُؤجَّرة، وغيرها. يُرجى التأكد من توافر الشبكة مع المُشغِّل أو مُورِّد بطاقات SIM قبل توسيع مشروعك.

لوراوان يُعد خيارًا جيدًا لتتبع المشاريع في منطقة صغيرة نسبيًا، مثل مصنع، أو ميناء، أو مزرعة، أو منصة عمل بحرية، أو حتى مدينة. كما تتوفر شبكات LoRaWAN وطنية في بعض الدول الأوروبية، مثل فرنسا، وبلجيكا، وهولندا.

التوفر على المدى الطويل
هناك خيارات أخرى، مثل Sigfox. قد يستخدم العميل النظام لسنوات عديدة، وقد ترغب في توسيع نطاق الحل نفسه ليشمل عملاء مختلفين. لذا، يُعدّ توافر التقنية على المدى الطويل عاملاً حاسماً، وإن كان غير واضح، ويجب تقييمه.

النظام البيئي
تتمتع شبكات LoRaWAN و4G بنظام بيئي مثالي، حيث يمكنك العثور على جميع أنواع الموارد المتعلقة بالعقد الطرفية، والخوارزميات، وخدمات الشبكة، وخدمات التطبيقات، والاستشاريين. فهي تُسرّع مشروعك وتوفر بدائل مع توسع أعمالك.

عادةً ما يكون مشروع التتبع مزيجًا من عدة تقنيات اتصال، أي المسافة البعيدة + المجال القريب. لذا، فإن الدقة، والمسافة، ومصدر الطاقة، والأبعاد، والدعم هي عوامل أخرى يجب مراعاتها. اطلع على ورقتنا البيضاء. هنا.