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LPWAN:没有完美的技术,只有合适的选择

文章来源: 作者: 发布时间:2017-11-22 09:45:13 点击数: 字号:

人与物、物与物的边界正不断被延伸,万物互联的脚步越发接近。

根据IDC预测,到2020年,物联网总连接数将达到300亿,市场规模达到1.7万亿美元。与此同时,低功耗广域网络(LPWAN)凭借其独特优势渐露锋芒,成为物联网发展后半场的“黑马”。根据GSMA数据,到2020年,LPWAN的应用连接数将占到物联网总连接数的60%,到2022年LPWAN连接数将超越2G、3G和4G,成为物联网领域应用量最多的技术。

与此同时,如何充分利用LPWAN的几种技术、抓住LPWAN带来的产业新风口成为业界讨论的焦点。

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物联网产业“百花齐放”:LPWAN是什么?

一直以来,物联网产业一直像“百花园”,众多物联网连接技术呈“百花齐放”的态势。

赛迪智库无线电管理研究所彭健在接受《通信产业报》(网)记者采访时表示,物联网产业不是单一的行业市场,而是包含了众多垂直行业,所以物联网产业具有产业链长、环节多、关联性强等特点,是具有显著长尾效应的产业。不仅是我国,国际上物联网发展也尚未完全走出碎片化的“泥潭”。

按照应用场景对传输速率和覆盖范围的要求,物联网接入技术可以分为四类。LPWAN属于高速率远距离的物联网技术,主要以NB-IoT、eMTC、LoRa等技术为主。除此之外,还有以蓝牙、NFC以及Zigbee等为代表的低速率短距离物联网技术、以WiFi为代表的高速率短距离物联网技术、以3G、LTE等传统蜂窝移动通信技术为代表的高速率远距离物联网技术。

LPWAN即Low-Power Wide-AreaNetwork,主要特点自然是低功耗和远距离。除此之外,LPWAN能够解决物联网产业存在的终端功耗高、海量终端连接、广域覆盖能力不足和成本高等困难。

值得一提的是,LPWAN应用场景十分广阔,能够满足现有网络无法满足的应用场景:水、电、燃气等计量表、市政管网、路灯、垃圾站点等公用事业运营,大面积的畜牧养殖和农业灌溉,广布局且环境恶劣的气象、水文、山体数据采集,矿井和偏僻的户外作业等多种场景。

技术流派之争:NB-IoT、eMTC与LoRa谁更强?

众所周知,LPWAN技术流派众多如百舸争流,不时惊起产业争议的浪花。

据悉,LPWAN技术可以按照使用频率不同,分为工作在非授权频谱的LoRa、SigFox等非蜂窝LPWAN技术和由3GPP主推的基于授权频谱、采用蜂窝移动通信技术的NB-IoT、eMTC技术。而在众多LPWAN技术中,NB-IoT、eMTC与LoRa是最为“讨喜”,也是争议最多的技术。

NB-IoT(窄带物联网)、eMTC(增强机器类通信)都是峰窝移动通信技术,其核心标准均在2016年6月冻结。eMTC主要特点是传输速率更高、时延更低、支持切换和VoLTE语音通信,可以应用在语音通话等对移动性、传输速率有较高需求的场景,而NB-IoT主要优势就是终端功耗低、待机时间长、成本低、覆盖深度更强、连接数量大,可以应用在对速率和时延需求不高,但更在意成本、覆盖范围的场景。

LoRa(Long Range)作为非蜂窝LPWAN技术的代表,在2013年由Smetech提出,具有更完善的产业链,更受到国外运营商的推崇。以NB-IoT和LoRa为例,二者均具备低功耗、广覆盖、成本低等共性LPWAN技术特点,但NB-IoT带宽更大、可靠性更高,能够全球漫游,更适合大网覆盖,而LoRa功耗更低,部署更简易、成本更低,更能够灵活满足多样化场景应用需求。

“任何一种物联网技术都有最适合其应用的场景,所以,没有完美的技术,只有最适合的选择。从技术层面来看,NB-IoT与eMTC、LoRa三种技术优势互补,但也存在竞争,放眼国际,无论是短期还是长远来看三种技术都将处于并行发展的态势,三大运营商应根据需要适时选择混合组网。”彭建表示。

虽然,从技术层面,三种LPWAN技术不分伯仲。但从我国LPWAN产业推进实际情况来看,因为NB-IoT是在传统蜂窝网上的技术创新,所以国内运营商可以利用其频谱资源,快速建网。同时,我国也将NB-IoT作为发展重点,并落实相关政策进行支持,NB-IoT自然成为发展势头最迅猛的技术。

政策落地:NB-IoT发展势头迅猛

今年6月15日,工信部正式发布《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》(以下简称《通知》)。通知要求,加快推进移动物联网部署,构建NB-IoT网络基础设施。预计到2017年末,实现NB-IoT网络覆盖直辖市、省会城市等主要城市,基站规模达到40万个;到2020年,NB-IoT网络实现全国普遍覆盖,面向室内、交通路网、地下管网等应用场景实现深度覆盖,基站规模达到150万个。

有了政策支持,三大运营商联合华为、中兴等设备商以迅雷不及掩耳之势开始部署NB-IoT网络。截至2017年10月底,中国移动已拥有超过1.5亿的连接,服务集团客户超过了4万家,成为全球最大的物联网连接提供商。此外,中国联通物联网用户也在今年上半年突破5000万,并预计全年实现7000万用户。

与此同时,中国电信也在今年6月分实现3000万个NB-IoT蜂窝连接。但对于eMTC,我国三大运营商却均处于测试阶段,而LoRa虽然在2016年就有17个国家表示要部署LoRa网络,但在国内,LoRa的应用却是少之又少。

虽然,NB-IoT网络部署节奏加快,进展顺利,但目前NB-IoT发展仍面临芯片成本、接口标准不互通等问题。

彭健表示,NB-IoT发展仍面临四点挑战。首先是芯片和模组成本仍然偏高。其次是运营商盈利模式有待进一步挖掘。再次是实际应用中通信模块和“物”的接口标准化互通仍存阻碍。最后是NB-IoT规模化商用后安全防控能力有待提升。

对此,他建议首先要确保网络建设与行业应用同步推进,在NB-IoT加快网络建设的同时,加强与垂直行业用户合作,共同推动个性化应用方案落地。其次要坚持创新驱动,不断在芯片设计、终端形态、标准体系、应用平台等多环节下功夫,通过创新不断匹配和引领各行业对NB-IoT网络的需求。

风口已至:LPWAN迎来最好时代

以NB-IoT技术为牵引,LPWAN正成为产业新风口。业内专家表示,从2017年到2020年将是国内LPWAN连接数量大规模爆发年,现下正是LPWAN发展的最好时机。

据悉,从2015年开始,我国LPWAN产业发展就开始驶向快车道。据行业统计数据显示,2015年LPWAN接入设备580万个,国内市场整体规模达5.474亿元。根据物联网智库预测数据,预计到2020年,国内LPWAN接入设备将达到1.97亿个,将比2015年增长3倍多,行业市场规模将达到30.14亿元,相比2015年将增长5倍多。

GSAM也在今年初预测,到2020年LPWAN连接数将超越2G、3G和4G,成为物联网领域应用量最多的技术。

值得一提的是,目前我国LPWAN产业链基本完备,芯片、技术市场和规模试点应用等各环节正有条不紊地推进。国内低功耗物联网市场不是被动地等待欧美市场发展成熟后进行复制,而是自始至终参与到LPWAN技术标准制定、试点应用过程中,致力于占据竞争主动权。

对于如何抓住LPWAN带来的产业新风口,赛迪智库无线电管理研究所孙美玉在撰文中提出六点建议。具体来说,第一,成立低功耗广域网络创新应用生态联盟。第二,地方政府及时制定针对低功耗广域网络发展应用的规划。第三,加大投资和企业支持力度。第四,探索在公安、消防等专网领域开展低功耗广域网络的创新应用范例。第五,探索运营商移动互联网业务合作收费模式。第六,强化周边地区协同合作。

 

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