在物聯網（IoT）快速發展的今天，您是否也曾困惑：智慧城市、農業監測、資產追蹤等應用，到底該選擇哪種無線通訊技術？市面上的低功耗廣域網路（LPWAN）技術琳瑯滿目，其中最受矚目的三大主流技術——LoRa、NB-IoT 和 LTE-M，各有千秋，讓許多開發者和企業決策者傷透腦筋。
根據 ABI Research 的預測，到 2026 年，NB-IoT 和 LTE-M 將占據 36 億 LPWAN 網路連接的 60% 以上，而 LoRa 和 Sigfox 則將占據非蜂窩 LPWAN 網路連接的 80% 以上 [3]。這些數據顯示，不同技術各有其市場定位與優勢。今天，我將以淺顯易懂的方式，帶您深入了解這三大技術的核心差異、優缺點，以及最適合的應用場景，幫助您做出明智的選擇。
一、三大 LPWAN 技術的核心差異
在深入比較之前，我們先來了解這三種技術的基本特性：
1. LoRa（Long Range）
LoRa 是一種基於非授權頻段（ISM band）的無線通訊技術，採用擴頻調變技術，具有超長距離傳輸能力。它的最大特色是可以自建網路，不需要依賴電信營運商 [1]。
2. NB-IoT（Narrowband IoT）
NB-IoT 是基於授權頻段的蜂窩網路技術，由 3GPP 標準化組織制定。它利用現有的 LTE 基礎設施，提供穩定且廣泛的覆蓋範圍 [1]。
3. LTE-M（LTE for Machines）
LTE-M 同樣是基於授權頻段的蜂窩技術，但相較於 NB-IoT，它提供更高的數據速率和更低的延遲，更適合需要頻繁數據傳輸或實時通信的應用 [2]。
以下是三者的關鍵技術規格比較：
| 特性 | LoRa | NB-IoT | LTE-M |
|---|---|---|---|
| 頻譜類型 | 非授權頻段 | 授權頻段 | 授權頻段 |
| 數據速率 | 0.3-50 Kbps | 最高 250 Kbps | 最高 1 Mbps |
| 覆蓋範圍 | 2-15 km（城市） 最高 40 km（郊區） |
1-10 km | 1-10 km |
| 電池壽命 | 5-10 年 | 10 年以上 | 5-10 年 |
| 延遲 | 1-2 秒 | 1.5-10 秒 | 10-100 毫秒 |
| 移動性支援 | 有限 | 有限 | 優秀（支援切換） |
| 部署成本 | 低（自建網路） | 中高（需電信商） | 中高（需電信商） |
[1] [3]
二、技術優勢與限制分析
LoRa 的優勢與限制
優勢：
- 自主性高：企業可以自建私有網路，不受電信營運商限制，擁有完整的網路控制權
- 成本效益：無需支付月租費或數據費用，長期運營成本低
- 穿透力強：在城市環境中具有良好的穿透能力，適合地下室或偏遠地區
- 靈活部署：可根據實際需求快速部署網路節點
限制：
- 數據速率較低：不適合需要傳輸大量數據的應用
- 網路維護：需要自行維護基站和網路設備
- 標準化程度：相較於蜂窩技術，標準化程度較低 [1] [4]
NB-IoT 的優勢與限制
優勢：
- 廣泛覆蓋：利用現有 LTE 基礎設施，覆蓋範圍廣且穩定
- 深度穿透：在建築物內部和地下環境中表現優異
- 超長電池壽命：優化的省電機制，可達 10 年以上
- 高連接密度：單一基站可支援大量設備同時連接
- 安全性高：採用授權頻段，具備蜂窩網路級別的安全機制
限制：
- 運營成本：需要支付電信商的連接費用
- 移動性支援有限：主要針對靜態或低速移動場景設計
- 較高延遲：不適合需要實時響應的應用 [2] [3]
LTE-M 的優勢與限制
優勢：
- 更高數據速率：相較於 NB-IoT，可支援更頻繁的數據傳輸
- 低延遲：適合需要實時通信的應用場景
- 優秀的移動性：支援完整的切換功能，適合車輛追蹤等移動應用
- 語音支援：可支援 VoLTE，適合需要語音通信的設備
- 更短的傳輸延遲：使其更適合移動資產追蹤 [4]
限制：
- 功耗較高：相較於 NB-IoT，電池壽命略短
- 成本較高：模組和運營成本通常高於 NB-IoT
- 覆蓋範圍：部分地區的 LTE-M 網路覆蓋尚未完善 [2]
三、實際應用場景深度解析
選擇合適的 LPWAN 技術，關鍵在於了解您的應用需求。以下是三大技術最適合的實際應用場景：
LoRa 最佳應用場景：
-
智慧農業
- 土壤濕度監測、氣象站、灌溉系統控制
- 優勢：農村地區可自建網路，無需依賴電信商覆蓋
- 案例：大型農場部署數百個感測器，監測作物生長環境
-
私有園區管理
- 工廠、校園、物流園區的資產追蹤與環境監測
- 優勢：完整的數據控制權，無月租費負擔
- 案例：製造業工廠內部設備狀態監控系統
-
智慧建築
- 能源管理、空調控制、停車場管理
- 優勢：建築物內可自建網路，穿透力強
- 案例：商業大樓的智慧照明與能源管理系統 [1] [4]
NB-IoT 最佳應用場景：
-
智慧城市基礎設施
- 智慧路燈、垃圾桶滿載監測、空氣品質監測
- 優勢：利用電信商廣泛覆蓋，無需自建網路
- 案例：全市範圍的智慧路燈管理系統
-
智慧水表/電表/瓦斯表
- 遠程抄表、用量監控
- 優勢：超長電池壽命（10年以上），深度穿透能力
- 案例：地下室或建築物內的水表自動抄表系統
-
靜態資產追蹤
- 貨櫃追蹤、固定設備監控
- 優勢：廣域覆蓋，適合跨區域追蹤
- 案例：港口貨櫃位置與狀態監控 [2] [3] [4]
LTE-M 最佳應用場景：
-
車輛與移動資產追蹤
- 物流車隊管理、共享單車/滑板車追蹤
- 優勢：支援高速移動切換，低延遲
- 案例：冷鏈物流車輛的實時溫度與位置監控
-
工業物聯網（IIoT）
- 需要頻繁數據傳輸的工業設備監控
- 優勢：更高的數據速率，支援實時通信
- 案例：生產線設備的即時狀態監控與預測性維護
-
穿戴式裝置與健康監測
- 老人/兒童追蹤器、寵物追蹤、健康監測設備
- 優勢：支援語音通話，低延遲，適合移動場景
- 案例：具備緊急呼叫功能的老人安全手環 [2] [4]
四、如何選擇最適合的技術？決策指南
在選擇 LPWAN 技術時，建議您考慮以下關鍵因素：
1. 數據傳輸需求
- 低頻率、小數據量（每天幾次）→ NB-IoT 或 LoRa
- 中頻率、中等數據量（每小時數次）→ LTE-M
- 需要實時傳輸（秒級響應）→ LTE-M
2. 移動性需求
- 靜態設備 → NB-IoT 或 LoRa
- 低速移動（步行速度）→ NB-IoT 或 LTE-M
- 高速移動（車輛）→ LTE-M
3. 覆蓋範圍與部署
- 私有場域、自主控制 → LoRa
- 廣域覆蓋、快速部署 → NB-IoT 或 LTE-M
- 偏遠地區 → LoRa（自建網路）
4. 成本考量
- 初期投資低、長期運營 → LoRa（無月租費）
- 避免自建網路維護 → NB-IoT 或 LTE-M
- 大規模部署 → 需評估模組成本與月租費總和
5. 電池壽命要求
- 10 年以上 → NB-IoT
- 5-10 年 → LoRa 或 LTE-M
- 可定期充電/更換 → 三者皆可
根據 2025 年的市場趨勢，LTE Cat 1 在中國市場因成本優勢而快速增長，而在歐美市場，NB-IoT 和 LTE-M 的蜂窩技術則占據主導地位 [1]。
五、未來趨勢與技術演進
隨著 5G 技術的普及，LPWAN 技術也在不斷演進：
5G NB-IoT 與 5G LTE-M
- 3GPP 已將 NB-IoT 和 LTE-M 納入 5G 標準，未來將與 5G 網路共存
- 提供更低的延遲和更高的可靠性
- 支援更大規模的設備連接密度
LoRaWAN 的持續優化
- LoRa Alliance 持續推動標準化和互通性
- 新一代晶片提供更低功耗和更高靈敏度
- 私有網路與公共網路的混合部署模式興起
多技術融合趨勢
許多企業開始採用多技術策略，根據不同應用場景選擇最適合的技術，而非單一技術解決所有問題 [1] [2]。
【結尾】
選擇合適的 LPWAN 技術並非一刀切的決定，而是需要根據您的具體應用場景、預算、技術能力和長期規劃來綜合考量。LoRa 適合需要自主控制和私有網路的場景；NB-IoT 是靜態、低頻率數據傳輸的最佳選擇；而 LTE-M 則在移動性和實時性要求較高的應用中表現出色。
隨著物聯網技術的快速發展，這三種技術都在不斷演進和優化。我建議您在做出最終決策前，先進行小規模的概念驗證（PoC），實際測試各技術在您應用環境中的表現。
希望這篇文章能幫助您更清楚地了解這三大 LPWAN 技術的差異與應用。如果您有實際的部署經驗或其他見解，非常歡迎在下方留言與我們分享！讓我們一起探索物聯網技術的無限可能。
【引用來源】
[1]: DFRobot. "LPWAN in 2025: LTE-M vs NB-IoT vs LoRaWAN vs Sigfox" https://www.dfrobot.com/blog-17238.html
[2]: CSDN. "2025 年的LPWAN：LTE-M、NB-IoT、LoRaWAN 和Sigfox" https://blog.csdn.net/import_2333/article/details/145770643
[3]: IC智庫. "與LTE-M相比，NB-IoT有哪些優勢" https://picture.iczhiku.com/weixin/message1584320936430.html
[4]: MOKOSmart. "10 種資產追蹤技術：2025 年完整指南" https://www.mokosmart.com/zh-TW/asset-tracking-technologies/