LoRaWAN vs. NB-IoT: kumpi IoT-yhteys kannattaa valita?

Valitse LoRaWAN, kun laitteet sijaitsevat hallitsemallasi alueella ja voit käyttää omia yhdyskäytäviäsi. Valitse NB-IoT, kun laitteet ovat hajallaan, toimitetaan ulkomaille tai asennetaan syvälle sisätiloihin, sillä se hyödyntää matkapuhelinoperaattorin verkkoa.

Molemmat ovat matalatehoisia laajakaistaverkkoja (LPWAN) laitteille, jotka lähettävät pieniä määriä dataa ja toimivat vuosia akkuvirralla, eikä kumpaakaan ole suunniteltu korvaamaan Wi-Fi-, 4G- tai 5G-laajakaistaa. LoRaWAN toimii yhdyskäytävillä, jotka yritys yleensä asentaa ja omistaa, lisensoimattomalla taajuusalueella. NB-IoT yhdistää jokaisen laitteen SIM-kortin kautta matkapuhelinoperaattorin tukiasemiin lisensoidulla taajuusalueella.

Kantama ja akun kesto vaihtelevat sijainnin, raportointivälin ja laitteen sijainnin syvyyden mukaan sisätiloissa. Tässä artikkelissa käsitellään LoRaWANin ja NB-IoT:n toimintaa, niiden keskeisiä eroja, käyttöesimerkkejä eri toimialoilla, valinnan tekemistä niiden välillä sekä tilanteita, joissa hybridiratkaisu on suositeltava.

Mikä on LoRaWAN?

LoRaWAN on avoin verkkoprotokolla, joka tarjoaa pitkän kantaman IoT-yhteyden akkukäyttöisille laitteille lisensoimattomalla taajuusalueella. LoRa Alliance ylläpitää spesifikaatiota, ja sen jäsenet ilmoittivat, että syyskuussa 2026 maailmanlaajuisesti oli käytössä 150 miljoonaa LoRaWAN-laitetta. Protokolla toimii LoRa-tekniikalla, joka on Semtechin kehittämä radiomodulaatio.

LoRaWAN-verkossa on kolme pääosaa. Anturit lähettävät dataa läheisille yhdyskäytäville, ja yhdyskäytävät välittävät sen edelleen verkkopalvelimelle Ethernetin, matkapuhelinverkon tai satelliitin kautta. Palvelin poistaa sitten päällekkäiset viestit ja välittää datan sovellukselle.

Taajuussäännöt vaihtelevat myös alueittain. Esimerkiksi Euroopassa useimmille kanaville on asetettu 1 prosentin lähetysaikaraja, kun taas Pohjois-Amerikassa sallitaan suurempi lähetysteho. Siksi Eurooppaan konfiguroitua laitetta ei voida toimittaa muuttamattomana Yhdysvaltoihin.

Mitkä ovat LoRaWANin edut?

• Ei laitteekohtaista lähetysaikaa koskevaa maksua: Yksityisverkko ei tarvitse SIM-kortteja, joten suurin kustannus syntyy yhdyskäytävistä.

• Alhainen energiankulutus viestiä kohti: Anturi lähettää lyhyesti pienellä teholla ja on lepotilassa lukemien välillä.

• Laaja peittoalue yhdellä yhdyskäytävällä: Katolla sijaitseva yhdyskäytävä kattaa 2–5 km tiheästi asutuilla kaupunkialueilla ja 5–15 km maaseudulla.

• Avoin laiteekosysteemi: Saatavilla on yli 695 sertifioitua laitetta useilta toimittajilta.

Mitkä ovat LoRaWANin rajoitukset?

• Alhainen siirtonopeus: Tiedonsiirtonopeudet vakiokanavalla ovat noin 0,25–5,5 kbit/s, mikä sulkee pois kuvien ja suurten laiteohjelmistopäivitysten lähettämisen.

• Kattavuus vain siellä, missä yhdyskäytäviä on: Laaja-alainen kattavuus edellyttää julkista LoRaWAN-operaattoria tai laajaa yksityistä verkkoa.

• Palvelun laatua ei taata: Muut laitteet käyttävät samaa lisensoimatonta taajuuskaistaa, joten häiriöitä voi esiintyä.

• Rajoitettu alaspäinlähetys: Useimmat laitteet voivat vastaanottaa komennon vasta heti datan lähettämisen jälkeen.

Mikä on NB-IoT?

NB-IoT (Narrowband IoT) on matkapuhelinpohjainen LPWAN-tekniikka, jonka 3GPP standardoi LTE Release 13 -versiossa kesäkuussa 2016. Se toimii lisensoidulla taajuusalueella olemassa olevien matkapuhelinverkkojen sisällä. Jokainen laite muodostaa yhteyden operaattorin tukiasemiin SIM-, eSIM- tai iSIM-kortin kautta, joten yrityksen ei tarvitse asentaa omia yhdyskäytäviä.

NB-IoT käyttää kapeaa 180 kHz:n kanavaa, jonka operaattorit sijoittavat LTE-kantoaallon sisään tai sen viereen. 3GPP suunnitteli sen siten, että suurin sallittu kytkentähäviö on 164 dB, mikä on noin 20 dB enemmän kuin GSM:ssä. Tämä ylimääräinen signaalivara pitää kellareissa, kaivoissa ja maanalaisissa tiloissa sijaitsevat mittarit yhteydessä verkkoon.

GSMA laski marraskuussa 2025 olevan 140 kaupallista NB-IoT-verkkoa. Kattavuus on vahva Euroopassa ja Kiinassa, mutta epätasainen Amerikassa, jossa useat operaattorit keskittyvät sen sijaan LTE-M:ään. Siksi NB-IoT:n saatavuus on tarkistettava jokaisessa kohdemaassa ennen käyttöönottoa.

Mitkä ovat NB-IoT:n edut?

• Ei tarvitse asentaa yhdyskäytäviä: Laitteet muodostavat yhteyden olemassa oleviin operaattorin tukiasemiin kaikkialla, missä NB-IoT on käytössä.

• Laaja sisäkattaus: 164 dB:n suunnittelutavoite sopii mittarikaappeihin, kellareihin ja huoltokuoppiin.

• Lisensoitu taajuusalue: Operaattori hallitsee verkkoyhteyttä, joten laitteet eivät kilpaile muusta liikenteestä.

• Suuremmat tiedonsiirtokapasiteetit: Yksi viesti voi sisältää satoja tavuja, kun taas LoRaWAN siirtää Euroopassa 51–222 tavua.

• Pitkä akunkesto: Virransäästötila (PSM) ja laajennettu katkonainen vastaanotto (eDRX) mahdollistavat laitteiden lepotilan tuntien tai päivien ajaksi raporttien välillä. 3GPP:n tavoitteena on yli 10 vuoden akunkesto 5 Wh:n akulla, kun lähetetään yksi 200 tavun viesti päivässä.

• SIM-pohjainen laitteistohallinta: SIM-tunnus, verkkovierailu ja eSIM:n etäasennus sopivat tuotteisiin, joita toimitetaan moniin maihin.

Com4:n Polaris CMP -ratkaisun avulla tiimit voivat aktivoida, valvoa ja keskeyttää laitteistossa olevat kaikki NB-IoT-SIM-kortit yhdeltä alustalta.

Mitkä ovat NB-IoT:n rajoitukset?

• Suurempi energiankulutus viestiä kohti: Jokainen istunto edellyttää synkronointia verkon kanssa ja lähetystä jopa 23 dBm:n teholla. Tämän seurauksena se kuluttaa enemmän energiaa kuin LoRaWAN-viesti hyvällä peittoalueella.

• Viive on sekunteja: Tyypillinen viive on noin 1,6–10 sekuntia, mikä sulkee pois reaaliaikaisen ohjauksen.

• Ei siirtymistä solujen välillä: Istunnon aikana liikkuvan laitteen on muodostettava uusi yhteys uuden solun kautta.

• Toistuvat yhteyskustannukset: Jokaiselle laitteelle tarvitaan datapaketti, mikä lisää kuukausikustannuksia laitetta kohden.

Mitkä ovat LoRaWANin ja NB-IoT:n keskeiset erot?

LoRaWAN ja NB-IoT eroavat toisistaan verkon omistajuuden, taajuusalueen, sisätilojen kattavuuden ja kustannusmallin suhteen. Alla olevassa taulukossa verrataan niitä käyttöönottoon vaikuttavien tekijöiden perusteella:

LoRaWANin tapauksessa yritys on vastuussa yhteyden korjaamisesta, kun se katkeaa, kun taas NB-IoT:n tapauksessa siitä huolehtii matkapuhelinoperaattori. Jatkuvasti liikkeessä oleville ajoneuvoille ja muille kohteille LTE-M on parempi matkapuhelinverkkovaihtoehto, koska se tukee siirtymistä solusta toiseen.

Miten LoRaWAN ja NB-IoT toimivat?

Sekä LoRaWAN että NB-IoT välittävät pienien anturien lukemia sovellukselle, mutta kumpikin käyttää erilaista verkkoreittiä.

Miten LoRaWAN toimii?

LoRaWAN-anturi pysyy lukemien välillä virransäästötilassa. Kun lukema on ajankohtainen, anturi salaa tiedot AES-128-salauksella ja lähettää ne sallitulla kanavalla. Jokainen kantaman sisällä oleva yhdyskäytävä vastaanottaa viestin ja välittää sen verkkopalvelimelle, mutta yhdyskäytävät eivät voi purkaa viestin sisältöä.

Verkkopalvelin tarkistaa, ettei viestiä ole muutettu tai toistettu, ja välittää sen sitten sovelluspalvelimelle salauksen purkamista varten. Kun signaali on vahva, palvelin käyttää adaptiivista datanopeutta (ADR) siirtääkseen laitteen nopeammalle datanopeudelle, mikä lyhentää kutakin lähetystä ja vähentää akun kulutusta.

Alasuuntaiset komennot saavuttavat laitteen vain sen vastaanottoikkunoiden aikana, ja laiteluokka määrittää, milloin nämä ikkunat avautuvat:

• Luokka A: Laite avaa kaksi lyhyttä vastaanottoikkunaa jokaisen lähetysikkunan jälkeen, joten komento odottaa seuraavaan raporttiin asti.

• Luokka B: Laite lisää vastaanottoikkunoita aikataulun mukaisin väliajoin, mikä tekee komentojen toimittamisesta ennustettavampaa.

• Luokka C: Laite pitää vastaanottimensa auki lähes jatkuvasti, joten se tarvitsee yleensä verkkovirtaa.

Miten NB-IoT toimii?

NB-IoT-laite skannaa ensin operaattorin lisensoidut taajuusalueet, valitsee NB-IoT-solun ja muodostaa yhteyden siihen. Yhteyden muodostamisen aikana SIM-kortti todentaa laitteen operaattorin ydinverkossa. Laite avaa sitten lyhyen yhteyden tukiasemaan, lähettää lukemansa ja katkaisee yhteyden.

Raporttien välillä laite siirtyy johonkin kahdesta virransäästötilasta:

• PSM (virransäästötila): Laite pysyy rekisteröitynä verkkoon, mutta sammuttaa vastaanottimensa, joten se ei voi vastaanottaa komentoja ennen seuraavaa raporttia.

• eDRX (extended discontinuous reception): Laite tarkistaa hakusviestit kiintein väliajoin, joten komento saapuu seuraavan tarkistuksen yhteydessä seuraavan raportin sijaan.

Kun laite on asennettu kellariin tai kaivoon, verkko toistaa jokaisen lähetyksen useita kertoja. Viesti saapuu silti perille, mutta toimitus kestää kauemmin ja kuluttaa enemmän akkua.

Akun kesto molemmissa verkoissa riippuu siitä, kuinka usein laite raportoi, kuinka usein se vastaanottaa komentoja ja kuinka voimakas sen signaali on.

Mitkä toimialat käyttävät LoRaWAN- ja NB-IoT-verkkoja?

Monet toimialat käyttävät molempia teknologioita, ja valinta kussakin kohteessa riippuu siitä, kuka omistaa verkon ja mihin laitteet on asennettu.

Vesi- ja kaasumittaus

Yksityisiä tai koko kaupunkia kattavia verkkoja ylläpitävät laitokset käyttävät LoRaWAN-tekniikkaa, kuten Norjan Askerin kunta yli 20 000 vesimittarissaan. Toiset käyttävät NB-IoT-tekniikkaa katukaivoissa ja kellareissa sijaitsevissa mittareissa välttääkseen yhdyskäytävien hankkimisen.

Älyrakennukset

Rakennusten sisällä sijaitsevat ilmanlaatu-, vuoto- ja läsnäoloanturit sopivat LoRaWAN-tekniikalle, koska yksi yksityinen yhdyskäytävä kattaa koko kohteen ilman anturikohtaisia SIM-maksuja. Esimerkiksi hollantilainen rakennusyhtiö Heijmans käyttää yli 20 000 LoRaWAN-anturia asiakkaidensa rakennuksissa Alankomaissa.

Maatalous

Yhdellä maatilalla sijaitsevat maaperäanturit ja säiliöanturit käyttävät LoRaWAN-tekniikkaa aurinkovoimalla toimivan yhdyskäytävän kautta, jopa silloin, kun matkapuhelinverkko on heikko. Malesiassa sijaitsevalla yli 80 hehtaarin durian-viljelmällä LoRaWAN-maaperäanturit korvasivat päivittäisen kahden tunnin manuaalisen puiden tarkastuksen. Monille maatiloille hajautetut anturit käyttävät NB-IoT-tekniikkaa, koska kukin sijainti ei tarvitse omaa yhdyskäytävää.

Älykaupungit

Kaupungit, joissa on jo käytössä LoRaWAN-yhdyskäytäviä, hyödyntävät niitä pysäköinti- ja jäteastiasensoreissa. Intiassa Tata Communications on kytkenyt yli 360 000 katuvaloa LoRaWAN-verkkoon ja vähentänyt niiden energiankulutusta 27 %. Kaupungin eri puolille sijoitettujen vesimittareiden ja tienvarsikaappien yhteyksissä käytetään NB-IoT-tekniikkaa, koska olemassa oleva matkapuhelinverkko kattaa jo nämä alueet.

Sähköverkot

Kun verkko-operaattori valvoo yhtä suurta kohdetta, sähköaseman aidan sisällä olevat anturit käyttävät LoRaWAN-tekniikkaa, koska yksi ainoa yhdyskäytävä kattaa koko alueen. Operaattorit, joiden sähköasemat sijaitsevat eri alueilla, käyttävät sen sijaan NB-IoT-tekniikkaa julkisen matkapuhelinverkon kautta. Esimerkiksi Gomero valvoo yli 6 000 muuntaja-alueita yhdeksässä maassa Com4:n matkapuhelinverkon kautta.

Logistiikka

Varasto- ja piha-anturit käyttävät LoRaWAN-tekniikkaa, koska yritys hallitsee aluetta ja sen yhdyskäytäviä. Varastoihin ja syrjäisiin polttoainesäiliöihin sijoitettuihin kontteihin käytetään NB-IoT-tekniikkaa. Esimerkiksi Soolon säiliöanturit muodostavat yhteyden NB-IoT-verkossa ja auttavat polttoaineen jakelijoita vähentämään kuljetuskustannuksia jopa 50 %. Liikkuvissa ajoneuvoissa käytettävät seurantalaitteet tarvitsevat LTE-M-tekniikkaa, koska se tukee solujen välistä siirtymistä.

Miten valita LoRaWANin ja NB-IoT:n välillä?

Alla oleva taulukko osoittaa, mikä tekniikka sopii kuhunkin käyttöolosuhteeseen:

Useissa maissa myytävien tuotteiden osalta globaali IoT-SIM-kortti yhdistää jokaisen laitteen NB-IoT-verkkoon siellä, missä operaattorit ovat ottaneet sen käyttöön. Kumpikaan teknologia ei sovellu liikkuviin ajoneuvoihin eikä laitteisiin, jotka lähettävät kuvia, videoita tai ääntä. Liikkuvat kohteet tarvitsevat LTE-M:ää, kun taas laitteet, jotka vaativat suurta kaistanleveyttä, tarvitsevat toisenlaisen IoT-verkon, kuten LTE Cat-1:n, 4G:n tai 5G:n.

Onko LoRaWAN + NB-IoT -hybridiratkaisu mahdollinen?

Kyllä, ja yleisin kokoonpano yhdistää LoRaWAN-anturit matkapuhelinyhdyskäytävään. Antureissa ei ole SIM-korttia, kun taas yhdyskäytävä käyttää matkapuhelin-SIM-korttia lähettääkseen koottua dataa LTE-, LTE-M- tai NB-IoT-verkossa.

Toisessa kokoonpanossa yksi laitteisto jaetaan molempien verkkojen kesken. Esimerkiksi kunnallistekniikan yritys voi liittää katumittarit NB-IoT-verkkoon ja paikan päällä olevat anturit LoRaWAN-verkkoon, ja yksi sovellus vastaanottaa dataa molemmista. Kaksitaajuuksisia laitteita on myös olemassa, mutta niiden suurempi virrankulutus, piirilevytilan tarve ja sertifiointivaatimukset tekevät niistä harvinaisia.

Maayhteyden ulottumattomissa oleville kohteille Com4:n satelliitti-IoT-yhteys laajentaa NB-IoT-laitteiden kattavuuden 3GPP Release 17 -satelliittiverkkoihin ja kytkee ne takaisin matkapuhelinverkkoon, kun kattavuus palautuu.

Kumpi sopii sinulle: LoRaWAN vai NB-IoT?

Valinta LoRaWANin ja NB-IoT:n välillä määrittää, kuka omistaa verkon, miten käyttöönottokustannukset skaalautuvat ja kuka ylläpitää yhteyttä tuotteen elinkaaren ajan. Se määrittää myös, pysyvätkö kellareissa ja kaivannoissa olevat laitteet yhteydessä.

Aloita sijainnista, siellä saatavilla olevasta peitosta, viestintämallista ja siitä, liikkuvatko laitteet. LoRaWAN sopii kohteisiin, joita yritys hallitsee, kun taas NB-IoT sopii laitteille, jotka ovat hajallaan julkisissa verkoissa tai asennettuina syvälle sisätiloihin.

Com4:n ilmainen IoT-testipaketti sisältää jopa viisi SIM-korttia, jotka tukevat sekä NB-IoT:tä että LTE-M:ää yhdellä kortilla, jotta kattavuutta voidaan testata todellisissa kohteissa ennen käyttöönottoa. Keskustele asiantuntijoidemme kanssa suunnitellaksesi yhteydet käyttöönottoasi varten.