爲何騰訊和阿里用LoRa,運營商用NB-loT?

對於LoRa技術,行業內人士都不會陌生,它也經常會被拿來和NB-IoT技術比較。作為低功耗廣域網(LPWAN)的新興技術,兩個技術都備受關注。

目前在國內,由於備受國家政策、電信運營商和業內大廠的青睞,NB-IoT技術的發展可謂如火如荼。相比而言,此前因頻段授權問題沉寂許久的LoRa技術便低調很多。

然而近日,阿里巴巴和中國鐵塔合作,以及騰訊宣佈加入LoRa聯盟的消息又為該產業注入一支“強心劑”,藉助於阿里巴巴、騰訊等互聯網巨頭的支持,LoRa技術或將在國內迎來又一個春天。

为何腾讯和阿里用LoRa,运营商用NB-loT?

阿里雲號稱要在未來5年內連接100億臺設備。今年4月,阿里雲宣佈基於LoRa器件與無線射頻技術的物聯網平臺已開始試商用。

騰訊則是把重點都放在LoRaWAN技術和應用方面的相關投資。2018年7月,騰訊還宣佈計劃與合作伙伴在深圳共同建立一個LoRaWAN網絡,目的是為城市、金融、醫療、零售和工業等提供智慧解決方案。

LoRa技術市場前景廣闊

LoRa技術最早是由法國公司Cycleo(成立於2009年)開發的一種擴頻無線調製專利技術。2012年,Cycleo公司被美國Semtech公司以約500萬美金收購,收購之後,Semtech為促進其他公司共同參與到LoRa生態中,於2015年2月聯合Actility、Cisco和IBM等多家廠商共同發起創立LoRa聯盟。

經過三年多時間的發展,目前LoRa聯盟在全球擁有超過500個會員,並在全球超過100個國家佈置了LoRa網絡,這些網絡遍及美國、加拿大、巴西、中國、俄羅斯、印度、馬來西亞、新加坡等國家和地區。其中在中國,阿里巴巴是LoRa技術的積極推動者,如今隨著騰訊的加入,LoRa技術在中國的發展將更受矚目。

在眾多LoRa聯盟成員們的齊力推動下,LoRa技術的市場發展前景也備受期待。據IHS Markit發佈的資料顯示,2018年初,全球範圍內部署的基於LoRa的網關數量已超過7萬,預計到2019年初網關數將達到20萬,終端節點的數量將達到8000萬,超過40%有望都是基於LoRa的設備。而2025年,全球範圍內的機器對機器的連接數量將增長至270億。

不難看出,LoRa技術擁有著廣闊的市場前景。同時,這也不禁讓人好奇,在眾多物聯網新興技術中,LoRa技術到底有何“魅力”可以突出重圍呢?

技術優勢突出

首先,從技術方面來看,相比成本和能耗較高的NB-IoT方案,用戶不依靠運營商就可完成LoRa網絡部署,不僅佈設更快,而且成本更低。在小區、農場、產業園等封閉區域,特別是NB-IoT信號較弱的室內和地下環境,LoRa技術優勢明顯。

正因這一“輕量化”的建設優勢,LoRa方案的佈局其實更加廣泛。目前,美國、法國、韓國等41個國家的350個城市都已開始應用LoRa進行佈網試點,共有67個網絡運營商在提供服務。

为何腾讯和阿里用LoRa,运营商用NB-loT?

除此之外,低成本也是LoRa相比NB-IoT技術更具優勢。雖然近幾年NB-IoT技術的發展勢頭十分強勁,但其在成本方面仍有著很大侷限性。儘管NB-IoT模組的價格未來有望降至5美元之內,但目前支持藍牙、Thread、ZigBee三種標準的芯片價格都在2美元左右,僅支持其中一種標準的芯片價格都要大約1美元。巨大的價格差距無疑將讓企業在部署NB-IoT時產生顧慮,這也使得NB-IoT市場沒能快速發展起來。

當然,LoRa技術也有著無法移動的致命缺點,這也使得其無法實現深度覆蓋。從現階段來看,強調統一標準、超高可靠性的NB-IoT技術,與追求個性化佈設、滿足場景化需求的LoRa技術,具有互補性。有業內人士認為,這兩項技術沒有絕對的誰好誰壞,各有利弊,只是在不同階段有著不同的需求。

應用場景多樣化

如果說部署簡單、低成本是LoRa技術的優勢之一,那多樣化的應用場景則是其不容忽視的另一項優勢。目前,LoRa技術可以在智慧城市、智能水電錶、智能停車場、行業和企業專用應用中實現快速靈活部署。

一直以來,LoRa技術便備受政企行業用戶的青睞。不少政企行業用戶因為業務特徵,傾向於自主、可控的專用網絡,而LoRa技術以及LoRaWAN規範因為靈活、低成本部署的優勢,成為國內大量非運營商用戶的優先選擇。比如,在地下水管網檢測,以及綜合性的管道建設方面,可用LoRa傳感器監測異常,LoRa技術有著十分具有競爭力的優勢。

此外,在智慧城市應用方面,若道路兩旁是智能路燈,便可以通過LoRa網絡傳送燈泡的使用情況,及時通知有關單位保養、維修和更換燈泡;

在智能停車場方面,LoRa技術因其靈活部署的特點可以節省大量施工成本,同時一個LoRa網關可管理數百個車位的LoRa傳感器,實時監控車位使用情況;

在智能跟蹤方面,終端的電池使用壽命對於追蹤或是定位都十分重要,由於追蹤系統的成本以及電池續航都必須納入考慮,因此相當適合利用LoRa技術進行追蹤;

在智能水電錶方面,在水電錶上面安裝相應的LoRa模組,不僅節省人力成本,還可遠程、實時掌握用水、用電情況,避免浪費;

當然除了上述眾多應用場景之外,LoRa技術也可在智慧農業、智能消防等應用領域實現靈活部署,而未來也一定還會有更多意想不到的應用場景被開拓出來。

產業生態群體龐大

從技術層面上看,LoRa是一種物理層的調製技術,可將其用於不同的協議中,比如LoRaWAN協議、CLAA網絡協議、LoRa私有網絡協議、LoRa數據透傳。隨著使用協議的不同,最終的產品和業務形態也會有所不同。

其中,LoRaWAN協議是由LoRa聯盟推動的一種低功耗廣域網協議,同時LoRa聯盟將LoRaWAN進行了標準化,以確保不同國家的LoRa網絡是可以互操作的。截至目前,LoRaWAN標準已建立起“LoRa芯片-模組-傳感器-基站或網關-網絡服務-應用服務”的完整生態鏈。

LoRa芯片在整個產業鏈中處於基礎核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美國Semtech公司是LoRa芯片的核心供應商,掌握著LoRa底層技術的核心專利。而Semtech的客戶主要有兩種,一是獲得Semtech LoRa芯片IP授權的半導體公司;二是直接採用Semtech芯片做SIP級芯片的廠商,包括微芯科技(Microchip)等。

據業內人士保守估計,3年之後LoRa芯片每年將有過億片的銷量,同時3年之後的LoRa應用市場也將備受關注。那麼在這其中,阿里巴巴和騰訊等互聯網巨頭又扮演著什麼角色呢?

今年3月,阿里雲宣佈全面進軍物聯網領域,從雲到雲、管、邊、端全生態佈局。由於看好在非授權頻譜的廣域網前景,阿里雲開發了支持LoRa協議的LinkWAN物聯網平臺,同時還可提供LoRa節點設備、LoRa網關等豐富的LoRa產品。除此之外,阿里相繼投資翱捷科技(ASR)、中天微等芯片企業的佈局也十分耐人尋味。為推進LoRa在中國的拓展,阿里巴巴今年已在杭州和寧波建設LoRa網絡,並已具備商用條件。

雖然與阿里的全面佈局無法相比,但騰訊加入LoRa聯盟無疑也為該產業注入一支“強心劑”。為支持LoRaWAN生態系統的進一步發展,騰訊已宣佈計劃在深圳與當地合作伙伴共同建立一個LoRaWAN網絡,為各種物聯網應用和終端用戶(如政府公共服務)提供從設備、邊緣到雲端的LoRaWAN一體化解決方案。

去年年底,工信部發布了《微功率短距離無線電發射設備技術要求(徵求意見稿)》,一時之間使得LoRa的商用前景變得不夠明朗。然而,過去大半年之後,LoRa不僅沒有就此銷聲匿跡,反而生命力愈加頑強,阿里、騰訊、中國聯通、廣電集團和Google等眾多大咖相繼加入了LoRa陣營,產業生態不斷壯大的同時,也使得其實力越發不容小覷。

運營商偏愛NB-IOT

我國目前主推的物聯網技術標準為NB-IoT,各大運營商在此標準上都有大量投入,尤其是中國電信,在國內對於NB-IoT的應用已經處於領跑地位。NB-IoT與eMTC同屬於國際標準,而另外兩個則屬於私人標準。

這兩者最大的不同就在於頻譜,這也是這些物聯網連接標準最寶貴的財富。簡單來說,擁有頻譜就相當於擁有合法的停車位,而在這一點上,LoRa與Sigfox先天不足。

這些年,華為替NB-IoT搖旗吶喊已是常態,並且聯合高通、沃達豐等國際知名企業在2015年正式提出NB-IoT的概念。除了華為之外,三大運營商們對於NB-IoT也青睞有加。

为何腾讯和阿里用LoRa,运营商用NB-loT?

由於NB-IoT是運營商建網,不像LoRa這樣的網絡,屬於企業獨立建網。NB-IoT在通訊基站本身基礎上改造就可以,用不算太大的工作量就能建成網絡。然後運營商就可以掌握這一數據通道進行收費,又增長了接入終端數,無論是從業績上還是從政績上都有好處。

這種情況下,運營商當然積極推動NB-IoT。

更重要的是,政府也大力支持NB-IoT的發展,國家針對NB-IoT更是推出過多項相關政策進行扶持。如2017年6月16日,工信部正式公開《全面推進移動物聯網(NB-IoT)建設發展的通知》,明確以14條舉措全面推進NB-IoT建設發展,到2020年建設150萬NB-IoT基站、發展超過6億的NB-IoT連接總數。

上有政府扶持,中間有運營商積極佈局,下有華為大力支持,NB-IoT在中國不火都難。

NB-IoT的優點

當前,NB-IoT標準已經被凍結,中國也已經處於規模商用的階段。NB-IoT具有4個主要特點,分別是廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本。

功耗方面,NB-IoT犧牲了速率,換回了更低的功耗。採用簡化的協議,更適合的設計,大幅提升了終端的待機時間,部分NB終端,待機時間號稱可以達到10年。

信號覆蓋方面,NB-IoT有更好的覆蓋能力(20dB增益),就算水錶埋在井蓋下面,也不影響信號收發。

連接數量方面,每個小區可以支持5萬個終端。

成本方面,更是NB-IoT的一大亮點,通信模塊成本很低,每個模組有希望壓到5美元之內甚至更低,有利於大批量採購和使用。而根據摩爾定律便可以得出,不超過40個月,成本便能降低到1美元之下。

總結

NB-IoT方面,運營商比較有話語權,他們代建網絡,業主不需要考慮基站部署很省心,但網絡質量取決於運營商,業主無法控制,而且數據必須經過運營商,業主需要和運營商對接獲取經營數據,保密性存在問題,運營數據也不可控。另一方面,NB-IoT基於國內現成的基站進行改造即可,構建網絡非常容易。

LoRa就正好相反,業主(企業)可以自主把控網絡質量,對於網絡覆蓋可快速優化補充;還可以自主運營,把運營數據掌握在自己手中,根據業務需要擴展網絡,特別自由。不過,LoRa基站建設比較糟心,要為基站選址、供電,還有很多麻煩事。

有實力的企業如騰訊和阿里,更在乎的是自由和主控權。而三大運營商偏愛NB-IoT一種標準。明確了標準以後,也更有利於產業生態的繁榮,終端模組芯片的量產,帶來價格的降低,平臺和應用的統一,帶來更聚焦的發展方向。


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