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实测:NB-IoT和LORA,谁才是真正的低功耗?

时间:2020-11-06浏览:1775

LPWAN

  物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN也快速兴起。LPWAN(low-powerWide-AreaNetwork,低功耗广域网),即广域网通信技术,LORA和NB-IoT是LPWAN里2个最主要的技术。

  存在一些不公平的对比

  对依赖电池供电的物联网产品,待机时长是一个核心指标。二种技术都宣称自己低功耗,网上也有文章进行对比,但常是用LORA可随时通信的场景,去对比NB的PSM场景,然后宣传大家都能用10年,NB甚至比LORA待机时间更长,这显然是不公平的。NB是整个产品完全睡眠,是无法被远程唤醒,只能自己按预先设定的时间到期后,自己主动唤醒,才能和远程交互,期间远程服务器是无法和NB产品进行通讯的。其实,按这样做法,2G方案也可以说是低功耗(可参考网上有一篇NB和2G功耗对比文章)。

  公平比较低功耗

  所以,就低功耗而言,公平比较的话,二者要在差不多相同的通信状态下(都能随时远程唤醒),才有实际意义。也就是NB应该用DRX模式下的功耗来比较,而不是PSM模式。在这样的条件下,二者之间的低功耗情况如何呢?我下面就用专业的低功耗分析仪,实际测试二种技术方案下的开发板,进行数据对比。

  NB低功耗测试数据

  我这里用的是目前我发现的最低功耗NB模块,通过功率分析仪得到的电流波形:

NB-IoT和LORA,谁才是真正的低功耗?从数据看真相
NB模块开发板功耗评测电流波形


  1. 1. 寻呼窗口时长约300ms,最大电流 约= 19.1mA,平均电流 约=3.65mA;

  2. 2. 浅睡眠实时电流 约=14μA;

  3. 3. 近3分钟的平均电流 约=220μA(不含开机入网时功耗);

  4. 4. 近30分钟的平均电流 约=230μA (不含开机入网时功耗) 。

NB-IoT和LORA,谁才是真正的低功耗?从数据看真相
NB模块开发板功耗评测场景图


  测试条件:

  1. 1. 使用中国电信NBIoT网络;

  2. 2. 采用DRX模式(DRX=2.56s),只计算入网成功后的待机功耗(未连接CoAP平台);

  LORA低功耗测试

  使用功率分析仪对一款lora开发板功耗进行评测,当 LCP=3s 时的电流波形如下:

NB-IoT和LORA,谁才是真正的低功耗?从数据看真相
LORA开发板功耗评测电流波形


  1. 1. 本次测试只测试lora模块寻呼和休眠二个状态,也就是通常说的待机状态下的平均电流;

  2. 2. 一个寻呼周期约20ms,期间最大电流为20mA,平均功耗=8.73mA;

  3. 3. 休眠态的实时电流很小,约=2μA;

  4. 4. 保持3s一个寻呼周期,持续30分钟后的平均电流是微安级,约=24μA。

NB-IoT和LORA,谁才是真正的低功耗?从数据看真相
LORA开发板功耗评测场景图


  测试数据对比及结论

  从上面的数据可以看到,NB在DRX模式下(DRX=2.56s)的待机电流约为230μA;LORA在LCP=3时的待机电流约为24μA。也就是说,在大家都能被远程准实时唤醒的情况下,NB的待机电流差不多是LORA的10倍,这还是在NB没有连上平台情况下。(子午物联ziwuiot.com)

  结论:在可以和远程实时通讯的情况下,仅低功耗而言,LORA才当之无愧真正的低功耗,真的是一节电池就可以用个5年、8年。


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