在LPWAN市场,我们应该如何“下注”?

物联网碎片化的应用场景正在催生出新的无线通信技术:针对低速率、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用,LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网)应运而生,并开始在市场上跑马圈地。
在LPWAN市场上,一直胶着着两个不同的技术流派:一类是工作于未授权频谱的协议,如最有代表性的LoRa技术;另一类是工作于授权频谱下的技术,如3GPP支持的、这两年风头正劲的NB-IoT。前者起步较早,在市场和生态链布局上占有先发优势,而后者“出身”起点高,裹挟了一众通信制造商和运营商的拥趸。所以关于两者优劣的争论也一直不绝于耳,关于如何“站队”的忠告也比比皆是。
从技术上看,NB-IoT和LoRa各具特点。基于蜂窝技术的NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍,一个扇区能够支持10万个节点连接,终端模块的待机时间可长达10年。而采用线性扩频技术的LoRa灵敏度高,通信距离可大于15公里,而其接收电流仅10mA,睡眠电流低至200nA,每个网关每天可以处理500万次节点之间的通信,其定位精度可达5m。
NB-IoT | LoRa | |
---|---|---|
技术特点 |
蜂窝 |
线性扩频 |
网络部署 |
复用现有蜂窝基站 |
独立建网 |
频段 |
运营商频段 |
150MHz - 1GHz非授权频段 |
传输距离 |
远距离 |
远距离(1-20km) |
速率 |
<100kpbs |
0.3~50kpbs |
连接数量 |
200k/cell |
200k~300k/hub |
终端电池续航时间 |
约10年 |
约10年 |
模块成本 |
US$ 5~10 |
US$ 5 |
表1, NB-IoT和LoRa技术特性对比
从发展的速度上看,过去的一年NB-IoT表现最为抢眼。特别是在2016年6月3GPP冻结NB-IoT的核心协议之后,其商用化的进程一直在提速。以推进NB-IoT最为坚决的中国为例,产业链动作连连:
- 政府层面:出台了一系列文件,从标准技术研究、系统频率规划、行业应用推广、政策环境优化等方面,推进NB-loT的部署和应用。
- 运营商层面:三家电信运营商都启动了NB-loT的网络部署和试商用工作,中国电信计划2017年完成31万个基站的升级,中国移动计划年内部署的基站超过14万个。
- 应用层面:根据工信部的统计,目前国内NB-loT典型应用已达31个,其中ofo宣布在共享单车中采用NB-loT,这样“明星”企业的选择无疑会对市场起到带动作用。
- 技术层面:以华为为代表的NB-loT芯片密集发布,快速拉低硬件成本,为NB-loT规模商用打下基础。
图1,ofo小黄车与华为、中国电信联手推出了基于NB-IOT的智能车锁,成为NB-IOT一个标志性的商用案例
图2,LoRa在南非Kruger国家公园被用于犀牛保护项目,显示了其在蜂窝网络难于覆盖地区的网络部署优势
所以沿着这样的思路去观察,有分析认为,未来NB-IoT和LoRa(以及其他非授权频段的LPWAN)的关系可能会从竞争,逐渐走向“竞合”:NB-IoT带宽更大,更适合大跨度覆盖、数据传输频繁、长期供电的应用场景;而LoRa则去重点覆盖低功耗、低成本的应用场景需求——由此,一种可能的混合模式就是,一个区域用户端的物联网应用发生在LoRa上,继而会通过NB-IoT在更大的“网”上进行数据传输。
总之,在LPWAN这个市场,各个技术之间的竞逐将是一场马拉松,而比赛才刚刚开始,现在断言结果还为时过早。不过有一点是肯定的:在物联网市场,“用户导向”是一条铁律,谁能俘获更多用户的心,谁就能够笑到最后。
应用场景 | 应用特点 | 适合无线通信 |
---|---|---|
智能电表 |
高传输速率,需要频繁通信,安装在人口密集的地区的固定位置,电网供电对功耗不敏感 |
NB-IoT |
智慧农业 |
支持低功耗低成本的传感器,地处偏远,缺少蜂窝网络覆盖 |
LoRa |
智能制造 |
需求多样化,一些场景需要频繁的通信及高QoS,一些场景在需要低成本、低功耗传感器 |
NB-IoT和LoRa 混合部署 |
智能建筑 |
传感器通信不需要特别频繁,对QoS要求不高,便携式的家庭式网关可满足需要 |
LoRa |
零售终端 |
需要较频繁和高质量的数据通信,对于通信的时效性和低延迟要求较高 |
NB-IoT |
物流追踪 |
需要在特定场所部网,需要高速移动时通信,大范围跨区域追踪 |
NB-IoT和LoRa 混合部署 |
表2,不同应用场景的无线通信部署建议