市场商机

导读： LPWAN的发展也将经历标准的统一过程，这不单是技术本身问题，还有产业链，是否多方共赢，各厂商之间的利益角逐等。 物联网巨大的市场潜力吸引了众多厂商的加入，不过随着联网设备的迅速增加，目前被广泛使用的无线连接技术已经不能满足物联网的需求。具备低功耗、长距离、大量连结、低成本特点的低功耗广域网(Low Power Wide Area Network, LPWAN)应运而生，其中，在LPWAN的众多技术中被提及最多的是NB-IoT和LoRa。随着两种技术商用元年的到来，LoRa这项不被运营商青睐的技术真的会被NB-IoT取代吗? LPWAN弥补物联网技术空白 LoRa开始商用 IDC预测，2020年IoT总连接将达到300亿，市场空间达到1.7万亿美金。面对数量如此巨大的联网设备，我们亟需新的无线连接技术。 利尔达科技集团RF产品线经理徐海在接受记者采访时表示，物联网需求主要分成工业类和消费类，我们熟悉的短距离无线连接技术蓝牙、Wi-Fi以及远距离无线连接技术3G、4G已经很好的满足了消费类的大部分需求，但是这些只是物联网需求的冰山一角，当前技术无法满足工业类和部分消费类中关于超低功耗、超远距离、高可靠性的需求。LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)同时满足了超低功耗、超远距离、高可靠性的三大特点，很好的弥补了当前物联网最大的技术空白。 长期从事无线通信技术研究与工程化的天津中科智城网络科技有限公司副总经理/COO辛东金认为，LPWAN是物联网时代最重要的基础网络，物联网设备的联网接入是对设备功耗、网络覆盖及成本、节点成本、数据传输速率、网络延迟等因素的综合，“低功耗”是物联网无线连接中普遍面临的挑战，这关系到设备的维护成本及使用寿命，在大部分物联网的应用中，设备生命周期通常要5年甚至更长时间。单对于数据传输速率、大部分的物联网设备则是在低功耗模式下，LPWAN则很好的解决了物联网设备接入的这种场景。 既然LPWAN对物联网意义如此重大，那目前的部署情况如何?2016年全球有85个LPWAN部署网络部署宣布，几乎是2015年29个的三倍。分地区来看，2015年全球三分之二的LPWAN部署主要集中在西欧和美国，这些地区也是众多LPWAN技术方案解决商的汇聚之地，但是2016年这个比例不足三分之一。亚太地区是上述两个地区外LPWAN迅速发展的地区，在2016年新增的部署中占了30%的比例，相比于2015年的4%有大幅提高。 中国作为未来物联网的重要市场，同样也在积极推动LPWAN的部署，其中工作于授权频谱的NB-IoT和工作于非授权频谱的LoRa最受关注。NB-IoT技术在华为以及三大运营商等厂商的推动下发展迅速，5月15日，中国联通在上海宣布NB-IoT网络试商用，中国电信6月份将完成第一张覆盖全国的NB-IoT商用网络，这标志着2017年NB-IoT迎来了商用元年。 与NB-IoT技术聚集众多重量级的厂商正推动其快速发展不同，LoRa已经具有更加成熟的生态链和更快的商用步伐，数据显示，2015年LoRa的接入点不到100万，过去一年实现了倍增，预计未来几年仍将保持这一势头， 2017年将开始一定规模的商业化。LoRa联盟也吸引了国内包括中科智城网络科技有限公司、利尔达科技集团、深圳市中兴物联科技股份有限公司等厂商的加入。 LoRa物理层技术创新显著 商用初期锁定智慧城市应用 从技术的角度来说，LPWAN的技术中，除了有被认为是最具前景的NB-IoT和LoRa，还有SigFox、eMTC、EC-GSM等技术。辛东金认为，现在的LPWAN技术发展就像蜂窝通信技术发展中时的大哥大、小灵通时代，技术标准不统一。LPWAN的发展也将经历标准的统一过程，这不单是技术本身问题，还有产业链，是否多方共赢，各厂商之间的利益角逐等。 相比传统调制技术，徐海认为LoRa颠覆性的提升了接收灵敏度和抗噪性，大大提升了传输距离和可靠性。LoRaWAN协议是基于LoRa调制的特点针对LPWAN而设计的一套通信协议，LoRaWAN协议具有架构简单、高容量、速率自适应、协议公开等特点，更好地满足了物联网需求，并且正在大面积商用。 如果从技术角度看LoRa，辛东金介绍说：“LPWAN技术中物理层只有LoRa有巨大的创新，LoRa调制通信技术也几乎到了香农定理的极限，而NB-IoT只是把用了多年的OFDM窄带化。LoRa的优势具体表现在：第一，设备功耗低，使用LoRa调制技术，实测接收电流约10mA，休眠电流小于2uA，使用电池供电，LoRaWAN传感器设备很容易实现5年及以上的寿命;第二，具有很高的接收灵敏度，扩频因子SF为12,125KHz载波时，接收灵敏度小于-140dBm，在各地无线电委员会无线电标准允许的情况下，整体通信链路很容易做到157dB或者更高;第三、LoRa网络具有最小的基础设施成本，其灵活化的布网方式，可以使用多网卡扩充网络容量，基站及布网成本远远低于蜂窝网络及NB-IoT网络;第四，LoRa可工作于非授权频段，节点终端成本低。” 应用层面，有研究机构预计LoRa在智慧城市领域的智能燃气表和智能电表将是增长最快的部分。辛东金认为，随着智慧城市的全面部署以及城市智能化、感知与互联的发展需求，城市越来越多的碎片化终端设备需要低功耗长距离传输的接入网络。以LoRa为代表的低功耗、远距离网络技术的出现，打破物联网在互联方面的瓶颈，促进物联网端对端的成本大幅下降，引爆物联网的大规模应用。在智慧建筑、水务、农业、物流等各方面都有其重要应用场景。 据徐海介绍：“LoRa已经在水气表、海外电表市场大批量使用，并且还在不断增长中，目前像华润、新奥、杭然等燃气公司都针对LoRa制定了私有标准，未来可能会结合LoRaWAN技术，使网络容量更大、施工方便。同时，LoRa也会在智慧城市、工业控制、环境监测等领域加速部署。” 辛东金介绍，中科智城网络与国内某领头房地产厂商也对于智能建筑成立联合项目组进行智能建筑的专门研究，在消防、停车、温湿度采集、照明等方面已经形成成熟方案和产品并商用;另外LoRa在智慧农业、抄表、物流意义的重大他们也进行了相关产品的研究，相信LPWAN技术将是对各传统行业产生创造性的改变。 Read more.

即便是在万亿级物联网市场，LoRa无论是为了应对外界的竞争还是更好满足市场需求都必须不断改进。据了解，目前LoRa联盟正在为LoRa新增地理定位这个新功能，能通过事先设置的LoRa无线通信基站，来提供目前IoT设备所在位置的定位信息。除了新增定位功能，天津中科智城网络科技有限公司副总经理/COO辛东金认为LoRa还会有两个面会有所突破： 1、轻量化的核心网，LoRaWAN中将核心网的功能归为Network Server网络服务器，在核心网安全、部署及协议等方面有很多工作要做; 2、标准的演进，LPWAN现在处于第一代的多标准混战中，LPWAN的2G标准可能是一个混合型的网络，NB-IoT及LoRa共同组网，在核心网、管理平台、物理链路层等实现多网络的无缝融合和切换，这可能是一个很长的过程，需要芯片厂商、模组厂商、电信运营商等产业链共同推动。 利尔达科技集团RF产品线经理徐海认为LoRa及LoRaWAN在功能和性能上都会有升级，除了增加定位功能还会有更大的基站吞吐量、优化网络结构、完善协议等。利尔达在满足标准LoRaWAN、CLAA协议的前提下，针对软件算法、防碰撞等功能做了很多处理，同时也规划新的网络结构(比如带中继功能)。 至于中科智城网络在LoRa新技术方面的进展，公司副总经理/COO辛东金透露：“目前大家都在做的定位，LoRa使用到达时间差(Time Difference of Arrival，TDOA)来实现地理定位，我们结合中科院的资源优势，在LoRa定位也做了大量工作，也和联盟及如Semtech这样的上游产业链企业共同分享研究成果，中科智城网络具有位置服务的运营级基站及云化核心网产品预计在今年的3季度发布。另外，中科智城网络基站与核心网接口创新性的设计使用MachTalk安全通信协议，与业界很多设备厂商进行了分享，市场评价很高，我们愿意把安全标准开放，而且这也是核心网对安全的需求。” LoRa技术的突破和联盟厂商间的协作都希望能在LPWAN市场分一杯羹。有数据研究报告称，从2017年到2021年，低功耗广域物联网市场份额将增长89.3%，该部分收入将从1010亿美元增长到24460亿美元。因此辛东金认为LPWAN在未来几年无论是产品还是应用，都将是爆发式的增长。徐海表示，目前很多物联网应用对低功耗、远距离、可靠性有着更高的要求，LoRa及LoRaWAN的技术特性则很好的满足了这一要求，这些技术特点势必会助力LPWAN处于爆发增长趋势，更重要的是，最近3年全球LoRa芯片将呈现连续翻倍增长趋势。 对于LoRa技术未来的发展，LoRa技术创始人Olivier Hersent希望未来2到3年内，现有八成的主要物联网应用能全面转换至LoRa网络环境来提供服务。更令他期待的是未来有一天能够利用LoRa技术实现国家规模的大型IoT能源应用。 当然，想要建构一个可以共通的LoRa网络环境还需要解决如何去找到一个能让大家都能够遵循的物联网生态系统。在国内，辛东金希望产业资本、政府政策多支持LoRa相关的厂商，共同推动行业发展。当然也希望手中有频谱资源的厂商，或者产业资本来推动LoRaWAN的全网运营。 Read more.