LoRaWAN a NB-IoT: która technologia łączności jest odpowiednia?

Wybierz LoRaWAN, gdy urządzenia znajdują się w lokalizacji, nad którą sprawujesz kontrolę, i możesz obsługiwać własne bramy sieciowe. Wybierz NB-IoT, gdy urządzenia są rozproszone, wysyłane za granicę lub zainstalowane w głębi budynków, ponieważ technologia ta korzysta z sieci operatora komórkowego.

Obie są technologiami sieci o szerokim zasięgu i niskim poborze mocy (LPWAN) przeznaczonymi dla urządzeń, które przesyłają niewielkie ilości danych i działają przez lata na baterii, a żadna z nich nie została stworzona w celu zastąpienia sieci Wi-Fi, 4G ani szerokopasmowego 5G. LoRaWAN działa na bramach, które firma zazwyczaj instaluje i posiada, w paśmie nielicencjonowanym. NB-IoT łączy każde urządzenie za pośrednictwem karty SIM ze stacjami bazowymi operatora komórkowego, wykorzystując pasmo licencjonowane.

Zasięg i żywotność baterii zależą od lokalizacji, częstotliwości raportowania oraz tego, jak głęboko w pomieszczeniu znajduje się urządzenie. W tym artykule omówiono działanie technologii LoRaWAN i NB-IoT, ich kluczowe różnice, przykłady zastosowań w branży, sposób wyboru między nimi oraz sytuacje, w których zalecane jest rozwiązanie hybrydowe.

Czym jest LoRaWAN?

LoRaWAN to otwarty protokół sieciowy zapewniający łączność IoT o dalekim zasięgu dla urządzeń zasilanych bateryjnie w paśmie nielicencjonowanym. Specyfikacją zarządza LoRa Alliance, a jej członkowie podali, że we wrześniu 2026 r. na całym świecie wdrożono 150 milionów urządzeń LoRaWAN. Protokół działa w oparciu o LoRa, modulację radiową opracowaną przez firmę Semtech.

Sieć LoRaWAN składa się z trzech głównych części. Czujniki wysyłają dane do pobliskich bramek, a te przekazują je dalej do serwera sieciowego za pośrednictwem sieci Ethernet, komórkowej lub satelitarnej. Serwer usuwa następnie zduplikowane komunikaty i przekazuje dane do aplikacji.

Przepisy dotyczące pasma różnią się również w zależności od regionu. Na przykład w Europie na większości kanałów obowiązuje limit czasu nadawania wynoszący 1%, podczas gdy w Ameryce Północnej dozwolona jest większa moc nadawania. Dlatego urządzenie skonfigurowane dla Europy nie może zostać wysłane bez zmian do Stanów Zjednoczonych.

Jakie są zalety LoRaWAN?

• Brak opłat za czas nadawania na urządzenie: sieć prywatna nie wymaga kart SIM, więc głównym kosztem są bramki.

• Niskie zużycie energii na jedną wiadomość: czujnik nadaje krótko z niską mocą, a pomiędzy odczytami pozostaje w trybie uśpienia.

• Szeroki zasięg z jednej bramy: brama umieszczona na dachu obejmuje zasięgiem od 2 do 5 km w gęsto zabudowanych obszarach miejskich oraz od 5 do 15 km na obszarach wiejskich.

• Otwarty ekosystem urządzeń: dostępnych jest ponad 695 certyfikowanych urządzeń od różnych dostawców.

Jakie są ograniczenia LoRaWAN?

• Niska przepustowość: Szybkość transmisji danych na standardowym kanale wynosi od około 0,25 do 5,5 kbit/s, co wyklucza przesyłanie obrazów i dużych aktualizacji oprogramowania układowego.

• Zasięg tylko tam, gdzie istnieją bramki: Zasięg na dużym obszarze wymaga publicznego operatora LoRaWAN lub dużej prywatnej sieci.

• Brak gwarancji jakości usług: inne urządzenia współdzielą pasmo nielicencjonowane, co może powodować zakłócenia.

• Ograniczony kanał pobierania: większość urządzeń może odebrać polecenie dopiero bezpośrednio po wysłaniu danych.

Czym jest NB-IoT?

NB-IoT (Narrowband IoT) to komórkowa technologia LPWAN, którą organizacja 3GPP znormalizowała w ramach LTE Release 13 w czerwcu 2016 r. Działa ona w paśmie licencjonowanym w ramach istniejących sieci komórkowych. Każde urządzenie łączy się ze stacjami bazowymi operatora za pośrednictwem karty SIM, eSIM lub iSIM, dzięki czemu firma nie musi instalować żadnych własnych bramek.

NB-IoT wykorzystuje wąski kanał o szerokości 180 kHz, który operatorzy umieszczają wewnątrz lub obok nośnej LTE. Organizacja 3GPP zaprojektowała tę technologię z myślą o maksymalnej stracie sprzężenia wynoszącej 164 dB, czyli o około 20 dB więcej niż w przypadku GSM. Ten dodatkowy zapas mocy sygnału zapewnia łączność liczników znajdujących się w piwnicach, studzienkach i komorach podziemnych.

W listopadzie 2025 r. organizacja GSMA odnotowała 140 komercyjnych sieci NB-IoT. Zasięg jest silny w Europie i Chinach, ale nierównomierny w obu Amerykach, gdzie kilku operatorów skupia się zamiast tego na LTE-M. Dlatego przed wdrożeniem należy sprawdzić dostępność NB-IoT w każdym docelowym kraju.

Jakie są zalety NB-IoT?

• Nie ma potrzeby instalowania bramek: urządzenia łączą się z istniejącymi stacjami operatorów wszędzie tam, gdzie obsługiwany jest standard NB-IoT.

• Głębokie pokrycie wewnątrz budynków: docelowa wartość projektowa 164 dB sprawdza się w szafkach na liczniki, piwnicach i studzienkach technicznych.

• Pasmo licencjonowane: operator kontroluje dostęp do sieci, dzięki czemu urządzenia nie konkurują z niepowiązanym ruchem sieciowym.

• Większa pojemność danych: jedna wiadomość może zawierać setki bajtów, podczas gdy w Europie LoRaWAN przenosi od 51 do 222 bajtów.

• Długa żywotność baterii: tryb oszczędzania energii (PSM) oraz rozszerzony tryb odbioru przerywanego (eDRX) pozwalają urządzeniom pozostawać w stanie uśpienia przez godziny lub dni pomiędzy raportami. 3GPP zakłada ponad 10 lat pracy na baterii o pojemności 5 Wh przy wysyłaniu jednej wiadomości o długości 200 bajtów dziennie.

• Sterowanie flotą oparte na kartach SIM: tożsamość karty SIM, roaming oraz zdalne przydzielanie eSIM sprawdzają się w przypadku produktów wysyłanych do wielu krajów.

Rozwiązanie Polaris CMP firmy Com4 pozwala zespołom aktywować, monitorować i zawieszać każdą kartę SIM NB-IoT w flocie z poziomu jednej platformy.

Jakie są ograniczenia technologii NB-IoT?

• Większe zużycie energii na wiadomość: Każda sesja wymaga synchronizacji z siecią i transmisji z mocą do 23 dBm. W rezultacie zużywa więcej energii niż wiadomość LoRaWAN w obszarze o dobrym zasięgu.

• Opóźnienie rzędu sekund: typowe opóźnienie wynosi około 1,6–10 sekund, co wyklucza sterowanie w czasie rzeczywistym.

• Brak przełączania między komórkami: urządzenie, które porusza się podczas sesji, musi ponownie połączyć się poprzez nową komórkę.

• Powtarzające się koszty łączności: Każde urządzenie wymaga abonamentu na transmisję danych, co powoduje dodatkowy miesięczny koszt na urządzenie.

Jakie są kluczowe różnice między LoRaWAN a NB-IoT?

LoRaWAN i NB-IoT różnią się pod względem własności sieci, pasma częstotliwości, zasięgu w pomieszczeniach oraz modelu kosztowego. Poniższa tabela przedstawia porównanie tych technologii pod kątem czynników mających wpływ na wdrożenie:

W przypadku LoRaWAN to firma jest odpowiedzialna za naprawę połączenia w razie awarii, natomiast w przypadku NB-IoT zajmuje się tym operator komórkowy. W przypadku pojazdów i innych zasobów znajdujących się w ciągłym ruchu lepszym rozwiązaniem komórkowym jest LTE-M, ponieważ obsługuje ono przełączanie między komórkami.

Jak działają LoRaWAN i NB-IoT?

Zarówno LoRaWAN, jak i NB-IoT przekazują odczyty z małych czujników do aplikacji, ale każda z tych technologii wykorzystuje inną ścieżkę sieciową.

Jak działa LoRaWAN?

Czujnik LoRaWAN pozostaje w trybie niskiego poboru mocy pomiędzy odczytami. Gdy nadchodzi czas odczytu, czujnik szyfruje dane za pomocą algorytmu AES-128 i przesyła je na dozwolonym kanale. Każda bramka znajdująca się w zasięgu odbiera komunikat i przekazuje go do serwera sieciowego, jednak bramki nie są w stanie odszyfrować ładunku danych.

Serwer sieciowy sprawdza, czy komunikat nie został zmieniony ani odtworzony, a następnie przekazuje go do serwera aplikacji w celu odszyfrowania. Gdy sygnał jest silny, serwer wykorzystuje adaptacyjną szybkość transmisji danych (ADR), aby przełączyć urządzenie na szybszą szybkość transmisji, co skraca czas każdej transmisji i zmniejsza zużycie baterii.

Polecenia z łącza w dół docierają do urządzenia tylko w trakcie jego okien odbiorczych, a klasa urządzenia określa, kiedy te okna się otwierają:

• Klasa A: Urządzenie otwiera dwa krótkie okna odbiorcze po każdym wysłaniu danych w górę, więc polecenie czeka do następnego raportu.

• Klasa B: Urządzenie dodaje okna odbiorcze w zaplanowanych odstępach czasu, co sprawia, że dostarczanie poleceń jest bardziej przewidywalne.

• Klasa C: Urządzenie utrzymuje swój odbiornik otwarty niemal nieprzerwanie, więc zazwyczaj wymaga zasilania z sieci.

Jak działa NB-IoT?

Urządzenie NB-IoT najpierw skanuje pasma licencjonowane przez operatora, wybiera komórkę NB-IoT i łączy się z nią. Podczas łączenia karta SIM uwierzytelnia urządzenie w sieci rdzeniowej operatora. Następnie urządzenie nawiązuje krótkie połączenie ze stacją bazową, przesyła odczyt i rozłącza się.

Pomiędzy raportami urządzenie przechodzi w jeden z dwóch trybów oszczędzania energii:

• PSM (tryb oszczędzania energii): Urządzenie pozostaje zarejestrowane w sieci, ale wyłącza swój odbiornik, więc nie może odbierać poleceń aż do następnego raportu.

• eDRX (rozszerzony odbiór nieciągły): Urządzenie sprawdza obecność komunikatów wywołujących w ustalonych odstępach czasu, więc polecenie dociera przy następnym sprawdzeniu, a nie przy następnym zgłoszeniu.

Gdy urządzenie jest zainstalowane w piwnicy lub wykopie, sieć powtarza każdą transmisję kilka razy. Komunikat nadal dociera, ale jego dostarczenie trwa dłużej i zużywa więcej baterii.

Żywotność baterii w obu sieciach zależy od częstotliwości raportowania urządzenia, częstotliwości odbierania poleceń oraz siły sygnału.

W jakich branżach stosuje się technologie LoRaWAN i NB-IoT?

Wiele branż korzysta z obu technologii, a wybór w poszczególnych lokalizacjach zależy od tego, kto jest właścicielem sieci oraz gdzie zainstalowane są urządzenia.

Pomiar zużycia wody i gazu

Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, które obsługują sieci prywatne lub obejmujące całe miasto, korzystają z LoRaWAN, tak jak gmina Asker w Norwegii w przypadku ponad 20 000 wodomierzy. Inne korzystają z NB-IoT w przypadku liczników umieszczonych w studzienkach ulicznych i piwnicach, aby uniknąć konieczności posiadania bramek.

Inteligentne budynki

Czujniki jakości powietrza, wycieków i obecności osób wewnątrz budynków dobrze sprawdzają się w sieci LoRaWAN, ponieważ jedna prywatna bramka obsługuje cały obiekt bez konieczności ponoszenia opłat za kartę SIM dla każdego czujnika. Na przykład holenderska firma budowlana Heijmans obsługuje ponad 20 000 czujników LoRaWAN w budynkach swoich klientów w Holandii.

Rolnictwo

Sondy glebowe i czujniki zbiorników w jednym gospodarstwie wykorzystują technologię LoRaWAN poprzez bramkę zasilaną energią słoneczną, nawet tam, gdzie zasięg sieci komórkowej jest słaby. Na plantacji durianów o powierzchni ponad 80 hektarów w Malezji czujniki glebowe LoRaWAN zastąpiły codzienne, dwugodzinne ręczne kontrole drzew. Czujniki rozmieszczone na wielu gospodarstwach korzystają z technologii NB-IoT, ponieważ każda lokalizacja nie wymaga bramy sieciowej.

Inteligentne miasta

Miasta, w których działają już bramki LoRaWAN, wykorzystują je do obsługi czujników parkingowych i czujników w pojemnikach na śmieci. W Indiach firma Tata Communications podłączyła ponad 360 000 latarni ulicznych do sieci LoRaWAN, co pozwoliło zmniejszyć zużycie energii o 27%. Liczniki wody i szafki przydrożne rozmieszczone w całym mieście korzystają z technologii NB-IoT, ponieważ istniejąca sieć komórkowa już je obejmuje.

Sieci energetyczne

Gdy operator sieci monitoruje jeden duży obiekt, czujniki znajdujące się na terenie podstacji korzystają z sieci LoRaWAN, ponieważ obejmuje go zasięg jednej bramy. Operatorzy posiadający podstacje rozrzucone po różnych regionach korzystają natomiast z technologii NB-IoT w publicznej sieci komórkowej. Na przykład firma Gomero monitoruje ponad 6 000 zespołów transformatorowych w dziewięciu krajach za pośrednictwem sieci komórkowej Com4.

Logistyka

Czujniki w magazynach i na placach wykorzystują technologię LoRaWAN, ponieważ firma kontroluje teren i swoje bramki. Kontenery zaparkowane w magazynach i odległe zbiorniki paliwa korzystają z technologii NB-IoT. Na przykład czujniki zbiorników firmy Soolo łączą się za pośrednictwem NB-IoT i pomagają dystrybutorom paliw obniżyć koszty transportu nawet o 50%. Urządzenia śledzące w poruszających się pojazdach wymagają technologii LTE-M, ponieważ obsługuje ona przełączanie między komórkami.

Jak wybrać między LoRaWAN a NB-IoT?

Poniższa matryca pokazuje, która technologia najlepiej pasuje do poszczególnych warunków wdrożenia:

W przypadku produktów sprzedawanych w kilku krajach globalna karta SIM IoT łączy każde urządzenie z siecią NB-IoT wszędzie tam, gdzie operatorzy ją udostępnili. Żadna z tych technologii nie nadaje się do pojazdów w ruchu ani do urządzeń przesyłających obrazy, wideo lub głos. Ruchome zasoby wymagają sieci LTE-M, natomiast urządzenia wymagające dużej przepustowości potrzebują innej sieci IoT, takiej jak LTE Cat-1, 4G lub 5G.

Czy możliwe jest wdrożenie hybrydowego rozwiązania LoRaWAN + NB-IoT?

Tak, a najczęstsza konfiguracja łączy czujniki LoRaWAN z bramką komórkową. Czujniki nie mają karty SIM, natomiast bramka wykorzystuje komórkową kartę SIM do wysyłania zagregowanych danych przez LTE, LTE-M lub NB-IoT.

Inna konfiguracja polega na podziale jednej floty między obie sieci. Na przykład przedsiębiorstwo użyteczności publicznej może podłączyć liczniki uliczne przez NB-IoT, a czujniki lokalne przez LoRaWAN, a jedna aplikacja odbiera dane z obu sieci. Istnieją również urządzenia z dwoma modułami radiowymi, ale dodatkowe zużycie energii, miejsce na płytce drukowanej oraz konieczność certyfikacji sprawiają, że są one rzadkością.

W przypadku lokalizacji poza zasięgiem sieci naziemnej satelitarna łączność IoT firmy Com4 rozszerza zasięg urządzeń NB-IoT na sieci satelitarne zgodne ze standardem 3GPP Release 17 i przełącza je z powrotem na sieć komórkową, gdy zasięg zostanie przywrócony.

Która opcja jest dla Ciebie odpowiednia: LoRaWAN czy NB-IoT?

Wybór między LoRaWAN a NB-IoT określa, kto jest właścicielem sieci, jak kształtują się koszty wdrożenia oraz kto utrzymuje połączenie przez cały okres eksploatacji produktu. Decyduje również o tym, czy urządzenia znajdujące się w piwnicach i studzienkach pozostaną połączone.

Zacznij od lokalizacji, dostępnego tam zasięgu, charakteru przesyłanych komunikatów oraz tego, czy urządzenia są mobilne. LoRaWAN nadaje się do lokalizacji kontrolowanych przez firmę, natomiast NB-IoT sprawdza się w przypadku urządzeń rozmieszczonych w sieciach publicznych lub zainstalowanych głęboko wewnątrz budynków.

Bezpłatny zestaw testowy IoT firmy Com4 zawiera do pięciu kart SIM z obsługą standardów NB-IoT i LTE-M na jednej karcie, co pozwala przetestować zasięg w rzeczywistych lokalizacjach przed wdrożeniem. Porozmawiaj z naszymi ekspertami, aby zaplanować łączność dla Twojego wdrożenia.