为何运营商偏爱NB-IoT？

lastimy

对于LoRa技术，行业内人士都不会陌生，它也经常会被拿来和NB-IoT技术比较。作为低功耗广域网（LPWAN）的新兴技术，两个技术都备受关注。

目前在国内，由于备受国家政策、电信运营商和业内大厂的青睐，NB-IoT技术的发展可谓如火如荼。相比而言，此前因频段授权问题沉寂许久的LoRa技术便低调很多。


然而近日，阿里巴巴和中国铁塔合作，以及腾讯宣布加入LoRa联盟的消息又为该产业注入一支“强心剂”，借助于阿里巴巴、腾讯等互联网巨头的支持，LoRa技术或将在国内迎来又一个春天。


阿里云号称要在未来5年内连接100亿台设备。今年4月，阿里云宣布基于LoRa器件与无线射频技术的物联网平台已开始试商用。


腾讯则是把重点都放在LoRaWAN技术和应用方面的相关投资。2018年7月，腾讯还宣布计划与合作伙伴在深圳共同建立一个LoRaWAN网络，目的是为城市、金融、医疗、零售和工业等提供智慧解决方案。


LoRa技术市场前景广阔


LoRa技术最早是由法国公司Cycleo（成立于2009年）开发的一种扩频无线调制专利技术。2012年，Cycleo公司被美国Semtech公司以约500万美金收购，收购之后，Semtech为促进其他公司共同参与到LoRa生态中，于2015年2月联合Actility、Cisco和IBM等多家厂商共同发起创立LoRa联盟。


经过三年多时间的发展，目前LoRa联盟在全球拥有超过500个会员，并在全球超过100个国家布置了LoRa网络，这些网络遍及美国、加拿大、巴西、中国、俄罗斯、印度、马来西亚、新加坡等国家和地区。其中在中国，阿里巴巴是LoRa技术的积极推动者，如今随着腾讯的加入，LoRa技术在中国的发展将更受瞩目。


在众多LoRa联盟成员们的齐力推动下，LoRa技术的市场发展前景也备受期待。据IHS Markit发布的资料显示，2018年初，全球范围内部署的基于LoRa的网关数量已超过7万，预计到2019年初网关数将达到20万，终端节点的数量将达到8000万，超过40%有望都是基于LoRa的设备。而2025年，全球范围内的机器对机器的连接数量将增长至270亿。


不难看出，LoRa技术拥有着广阔的市场前景。同时，这也不禁让人好奇，在众多物联网新兴技术中，LoRa技术到底有何“魅力”可以突出重围呢？


技术优势突出


首先，从技术方面来看，相比成本和能耗较高的NB-IoT方案，用户不依靠运营商就可完成LoRa网络部署，不仅布设更快，而且成本更低。在小区、农场、产业园等封闭区域，特别是NB-IoT信号较弱的室内和地下环境，LoRa技术优势明显。


正因这一“轻量化”的建设优势，LoRa方案的布局其实更加广泛。目前，美国、法国、韩国等41个国家的350个城市都已开始应用LoRa进行布网试点，共有67个网络运营商在提供服务。


除此之外，低成本也是LoRa相比NB-IoT技术更具优势。虽然近几年NB-IoT技术的发展势头十分强劲，但其在成本方面仍有着很大局限性。尽管NB-IoT模组的价格未来有望降至5美元之内，但目前支持蓝牙、Thread、ZigBee三种标准的芯片价格都在2美元左右，仅支持其中一种标准的芯片价格都要大约1美元。巨大的价格差距无疑将让企业在部署NB-IoT时产生顾虑，这也使得NB-IoT市场没能快速发展起来。


当然，LoRa技术也有着无法移动的致命缺点，这也使得其无法实现深度覆盖。从现阶段来看，强调统一标准、超高可靠性的NB-IoT技术，与追求个性化布设、满足场景化需求的LoRa技术，具有互补性。有业内人士认为，这两项技术没有绝对的谁好谁坏，各有利弊，只是在不同阶段有着不同的需求。


应用场景多样化


如果说部署简单、低成本是LoRa技术的优势之一，那多样化的应用场景则是其不容忽视的另一项优势。目前，LoRa技术可以在智慧城市、智能水电表、智能停车场、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署。


一直以来，LoRa技术便备受政企行业用户的青睐。不少政企行业用户因为业务特征，倾向于自主、可控的专用网络，而LoRa技术以及LoRaWAN规范因为灵活、低成本部署的优势，成为国内大量非运营商用户的优先选择。比如，在地下水管网检测，以及综合性的管道建设方面，可用LoRa传感器监测异常，LoRa技术有着十分具有竞争力的优势。


此外，在智慧城市应用方面，若道路两旁是智能路灯，便可以通过LoRa网络传送灯泡的使用情况，及时通知有关单位保养、维修和更换灯泡；


在智能停车场方面，LoRa技术因其灵活部署的特点可以节省大量施工成本，同时一个LoRa网关可管理数百个车位的LoRa传感器，实时监控车位使用情况；


在智能跟踪方面，终端的电池使用寿命对于追踪或是定位都十分重要，由于追踪系统的成本以及电池续航都必须纳入考虑，因此相当适合利用LoRa技术进行追踪；


在智能水电表方面，在水电表上面安装相应的LoRa模组，不仅节省人力成本，还可远程、实时掌握用水、用电情况，避免浪费；


当然除了上述众多应用场景之外，LoRa技术也可在智慧农业、智能消防等应用领域实现灵活部署，而未来也一定还会有更多意想不到的应用场景被开拓出来。


产业生态群体庞大


从技术层面上看，LoRa是一种物理层的调制技术，可将其用于不同的协议中，比如LoRaWAN协议、CLAA网络协议、LoRa私有网络协议、LoRa数据透传。随着使用协议的不同，最终的产品和业务形态也会有所不同。


其中，LoRaWAN协议是由LoRa联盟推动的一种低功耗广域网协议，同时LoRa联盟将LoRaWAN进行了标准化，以确保不同国家的LoRa网络是可以互操作的。截至目前，LoRaWAN标准已建立起“LoRa芯片-模组-传感器-基站或网关-网络服务-应用服务”的完整生态链。


LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位，重要性不言而喻。值得注意的是，目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商，掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种，一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司；二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商，包括微芯科技（Microchip）等。


据业内人士保守估计，3年之后LoRa芯片每年将有过亿片的销量，同时3年之后的LoRa应用市场也将备受关注。那么在这其中，阿里巴巴和腾讯等互联网巨头又扮演着什么角色呢？


今年3月，阿里云宣布全面进军物联网领域，从云到云、管、边、端全生态布局。由于看好在非授权频谱的广域网前景，阿里云开发了支持LoRa协议的LinkWAN物联网平台，同时还可提供LoRa节点设备、LoRa网关等丰富的LoRa产品。除此之外，阿里相继投资翱捷科技（ASR）、中天微等芯片企业的布局也十分耐人寻味。为推进LoRa在中国的拓展，阿里巴巴今年已在杭州和宁波建设LoRa网络，并已具备商用条件。


虽然与阿里的全面布局无法相比，但腾讯加入LoRa联盟无疑也为该产业注入一支“强心剂”。为支持LoRaWAN生态系统的进一步发展，腾讯已宣布计划在深圳与当地合作伙伴共同建立一个LoRaWAN网络，为各种物联网应用和终端用户（如政府公共服务）提供从设备、边缘到云端的LoRaWAN一体化解决方案。


去年年底，工信部发布了《微功率短距离无线电发射设备技术要求（征求意见稿）》，一时之间使得LoRa的商用前景变得不够明朗。然而，过去大半年之后，LoRa不仅没有就此销声匿迹，反而生命力愈加顽强，阿里、腾讯、中国联通、广电集团和Google等众多大咖相继加入了LoRa阵营，产业生态不断壮大的同时，也使得其实力越发不容小觑。


运营商偏爱NB-IOT


我国目前主推的物联网技术标准为NB-IoT，各大运营商在此标准上都有大量投入，尤其是中国电信，在国内对于NB-IoT的应用已经处于领跑地位。NB-IoT与eMTC同属于国际标准，而另外两个则属于私人标准。


这两者最大的不同就在于频谱，这也是这些物联网连接标准最宝贵的财富。简单来说，拥有频谱就相当于拥有合法的停车位，而在这一点上，LoRa与Sigfox先天不足。


这些年，华为替NB-IoT摇旗呐喊已是常态，并且联合高通、沃达丰等国际知名企业在2015年正式提出NB-IoT的概念。除了华为之外，三大运营商们对于NB-IoT也青睐有加。



由于NB-IoT是运营商建网，不像LoRa这样的网络，属于企业独立建网。NB-IoT在通讯基站本身基础上改造就可以，用不算太大的工作量就能建成网络。然后运营商就可以掌握这一数据通道进行收费，又增长了接入终端数，无论是从业绩上还是从政绩上都有好处。


这种情况下，运营商当然积极推动NB-IoT。


更重要的是，政府也大力支持NB-IoT的发展，国家针对NB-IoT更是推出过多项相关政策进行扶持。如2017年6月16日，工信部正式公开《全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知》，明确以14条举措全面推进NB-IoT建设发展，到2020年建设150万NB-IoT基站、发展超过6亿的NB-IoT连接总数。


上有政府扶持，中间有运营商积极布局，下有华为大力支持，NB-IoT在中国不火都难。


NB-IoT的优点


当前，NB-IoT标准已经被冻结，中国也已经处于规模商用的阶段。NB-IoT具有4个主要特点，分别是广覆盖、低功耗、大连接、低成本。


功耗方面，NB-IoT牺牲了速率，换回了更低的功耗。采用简化的协议，更适合的设计，大幅提升了终端的待机时间，部分NB终端，待机时间号称可以达到10年。


信号覆盖方面，NB-IoT有更好的覆盖能力（20dB增益），就算水表埋在井盖下面，也不影响信号收发。


连接数量方面，每个小区可以支持5万个终端。


成本方面，更是NB-IoT的一大亮点，通信模块成本很低，每个模组有希望压到5美元之内甚至更低，有利于大批量采购和使用。而根据摩尔定律便可以得出，不超过40个月，成本便能降低到1美元之下。


总结


NB-IoT方面，运营商比较有话语权，他们代建网络，业主不需要考虑基站部署很省心，但网络质量取决于运营商，业主无法控制，而且数据必须经过运营商，业主需要和运营商对接获取经营数据，保密性存在问题，运营数据也不可控。另一方面，NB-IoT基于国内现成的基站进行改造即可，构建网络非常容易。


LoRa就正好相反，业主（企业）可以自主把控网络质量，对于网络覆盖可快速优化补充；还可以自主运营，把运营数据掌握在自己手中，根据业务需要扩展网络，特别自由。不过，LoRa基站建设比较糟心，要为基站选址、供电，还有很多麻烦事。


有实力的企业如腾讯和阿里，更在乎的是自由和主控权。而三大运营商偏爱NB-IoT一种标准。明确了标准以后，也更有利于产业生态的繁荣，终端模组芯片的量产，带来价格的降低，平台和应用的统一，带来更聚焦的发展方向。