物聯網通過通信技術將人與物、物與物進行連接，在智能家居、智能安防、工業數據採集等區域網通信場景一般採用短距離通信技術，對於廣範圍、遠距離的連接則需要遠距離通信技術。在生活中的應用場景(如遠程抄表、環境監測、智能停車、位置追蹤等)時，我們需要一種覆蓋廣、成本低、部署簡單、支持大連接的物聯網，因此低功耗廣域物聯網(Low-Power Wide-Area Network，簡稱LPWAN)應運而生。並且，以這些應用場景為主導的物聯網數量將佔到物聯網總連接數的60%。
LPWAN可分為兩類：一類是工作於未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術;另一類是工作於授權頻譜下，3GPP支持的2/3/4G蜂窩通信技術，比如EC-GSM、eMTC、NB-IoT等。 LPWAN 專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計，與傳統的物聯網技術相比，LPWAN有著明顯的優點：與藍牙、Wi-Fi、Zigbee、802.15.4等無線連接技術相比LPWAN技術距離更遠;與蜂窩技術(如GPRS、3G、4G等)相比連接功耗更低。
NB-IoT、LoRa、SigFox物聯網三大技術的未來爭奪戰
在物聯網通訊的發展中，NB-IoT已經獲得全面性的支持，未來相關應用的市場榮景可期。LoRa與SigFox雖然受到NB-IoT強大的擠壓，但因為物聯網應用還屬於成長中的市場，這兩個技術已逐漸找到與NB-IoT區隔的發展道路，未來的發展重點是創造良好的消費者使用體驗，朝著正確的航道加速、起飛。
物聯網通訊是這兩年產業最熱門的話題之一，尤其在5G三大願景中正式定義為mMTC(Massive Machine Type Communication)，未來物聯網的聯網規模將大幅超越過去的人聯網，每平方公里網絡節點甚至高達100萬個。低功耗廣域網(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技術簡單、應用廣泛，將是MTC早期的切入點，包括NB-IoT、LoRa、SigFox等都是相關的明星級技術，而未來3GPP的MTC標準陸續訂定之後，可以支持更多不同類型的物聯網應用。
事實上，在過去物聯網概念尚未成熟時，已有許多利用2G/3G技術的機器通訊(Machine to Machine, M2M)應用，如車隊管理、物流、工業等B2B應用，未來幾年市場需求將持續成長。在現有2G/3G/4G模塊的基礎之下，2018年NB-IoT、LoRa、SigFox大力拓展新興應用市場，加上LTE Cat. M1，與未來可滿足更多高傳輸速率、高移動性、定位、低耗電、語音等功能的MTC標準，共同建構物聯網通訊的產業面貌。
1、NB-IoT：中國的物聯網標準
NB-IoT產業2017年開始起步，2018年進入加速階段，2019年將要正式起飛。從技術標準發展來看，2016年3GPP R13版本發表NB-IoT技術，2017年大廠高通(Qualcomm)與海思(HiSilicon)相繼推出支持初版標準的芯片，年底聯發科進一步推出R14版本芯片，更有許多芯片廠商陸續宣佈投入NB-IoT，市場蓬勃發展，同時也刺激了通訊模塊廠商的腳步。
自2016年6月16日，NB-IoT 技術協議獲得3GPP無線接入網(RAN)技術規範組會議通過以來，我國隨後就出臺一系列政策支持 NB-IoT 發展。2017年5月，工信部發布《電信網編號計劃(2017年版)》，新編號中增加了物聯網網號，將“140XX~144XX”明確為物聯網網號。
2017年6月16日，工信部下發《關於全面推進移動物聯網(NB-IoT)建設發展的通知》，《通知》對2017年到2020年的NB-IoT標準、NB-IoT設備、NB-IoT芯片、NB-IoT模組、NB-IoT測試、NB-IoT應用、NB-IoT網絡的發展，部署了“定量”的任務。
2017年6月20日，工信部發布2017年第27號公告，從三方面明確了 NB-IoT 系統頻率的使用要求。
2017年8月7日，工信部批准同意了部分單位提出的電信網碼號資源有關申請，對2017年第10批《中華人民共和國電信網碼號資源使用證書》頒發結果進行公示，其中就包括了物聯網號段分配。
有了中國政府和中國市場對NB-IoT的全力支持，NB-IoT如日中天。
NB-IoT的發展離不開芯片和模組等產業鏈上游廠商的發力。華為的Boudica120、Boudica150;高通的MDM9206;聯發科的MT2625。除此之外，銳迪科、英特爾、中興微電子等公司也有自己的芯片規劃。
NB-IoT網絡部署情況
中國是現今NB-IoT最大部署市場，隨著2017年中國國務院和工信部發文，引導物聯市場健康有序發展，NB-IoT產業生態在中國蓬勃發展。NB-IoT產業聯盟、移動物聯網聯盟的成立吸引了一千多家企業佈局NB-IoT市場，智慧抄表、智能停車、智慧醫療、智能物流等四十多個行業應用已啟動規模商用部署，預計年底中國NB-IoT連接數將達1億。
海外NB-IoT發展也即將進入快車道。在NB-IoT商用快速增長、產業蓬勃發展的帶動下，原有LoRa的支持者們也逐步嘗試轉向NB-IoT陣營。
NB-IoT應用
由政府推動的公共事業與智慧城市建設，都是NB-IoT的主要應用，包括最常被提到的智能三表(水錶、電錶、燃氣表)、智慧路燈、停車管理、環境監測等。
事實上，NB-IoT今年已證明將在公共事業、服務與智慧城市建設等領域，取得主導性的發展地位。NB-IoT由電信營運商建置網絡並提供服務，網絡建置與原先的無線通信基地臺一致，在人口稠密的都會區，4G LTE訊號完善，只需透過最簡易的軟件升級，不需重新布建網絡;採用授權頻段，公共服務質量有保障，只要談好服務費率，商業模式建立也相對簡易。2018下半年到2019年，將有更多類型、更大規模的NB-IoT應用導入。伽瑪科技NB-IoT智慧煙感當監測區域內煙霧嘗試達到預警峰值，智能火災煙霧報警器立即發出聲光報警，並且第一時間三(業主、物業、消防安監)收到三重警報(短信、語音電話、APP推送)，伽瑪科技對每人個智能火災煙霧報警器都進行嚴格的技術把關，數次的專業測試，確保100%安全可靠，讓每個家庭多一層安全保障。
NB-IoT帶動的不僅僅是自身產業生態陣營的快速發展，也讓LoRa、Sigfox等其他低功耗廣域網絡技術獲得了絕佳的市場教育機會，尤其是LoRa以及以此為基礎制定的廣域網絡規範LoRaWAN，在過去一年多的時間裡，國內外從業者對LoRa並不陌生，而且有大量基於LoRa的物聯網應用案例已經落地。
2、LoRa：LPWAN無人能敵的最強者
LoRa是美國半導體制造商Semtech藉助其併購的法國公司Cycleo所開發的無線通信技術LoRa，在這個基礎上與IBM合作完成規範，並由Semtech、IBM、Cisco為核心所組成的LoRa聯盟推動相關發展。
2016~2017年備受期待，有可能成為物聯網時代的Wi-Fi，因為其採用非授權頻段，技術簡易、應用方便，開放的生態圈也提供與電信領域較遠的資通訊廠商插旗物聯網通訊的機會，很快的就吸引數百家廠商加入產業聯盟，臺灣地區也有許多廠商大力投入。省掉授權頻段權利金，背後又有思科(Cisco)、IBM、阿里巴巴、騰訊這些大廠力挺，甚至許多電信商也押寶，技術、產品都在2017年以前就Ready，產業推動時程較NB-IoT更有優勢。
不過，從2017~2018年，LoRa發展受到NB-IoT強大的競爭壓力，業界傳出不少撤換網絡解決方案的傳聞，主要原因分為內部與外部兩個面向，外部原因就是NB-IoT的大規模推動，原先推動較順利的LoRaWAN與其應用領域重迭性高，尤其像前述公共事業的物聯網應用，沒有大型的服務商如電信業者來扮演與政府合作的角色。內部原因則是LoRa技術1.0版未達最大的省電效果，訊息傳送採用類似廣播的方式，會出現終端與服務器不同步的問題，導致重要訊息遺漏，掉封包的狀況經常出現;另外，LoRa雖然芯片幾乎都掌握在Semtech手上，但因為驗證與互通測試服務還不成熟，也會造成不同廠商終端設備互通互連的瓶頸。
去年底，無管局發佈了“徵求意見稿”。意見稿裡有一條細則，規定“470-510MHz的非授權頻段，限單頻點使用，不能用於組網應用”。LoRa本就用於物聯網，如此一刀切非授權頻譜的物聯網應用，意味著頻段內LoRa等物聯網通信技術均請出國門，頻段內的千億產業鏈及生態均被扼殺。最終在LoRa支持者們的努力下，這件事情最終沒有定論。但無管局並未明確透露何時推出新的政策，對身在其中的人們來說，這是沒有落地的“靴子”。
LoRa主導廠商當然也知道現在的困境，儘管整體市場還在成長中，不過在產業中受矚目的程度降低卻是不爭的事實。
LoRa網絡部署情況
目前LoRa聯盟已有500多個成員，在100多個國家提供服務，58家聯盟成員運營商在41個國家運營，67家公共網絡運營商，從美國、中國到俄羅斯、東南亞、南美，實現在全球範圍內的廣泛覆蓋。
LoRa應用
LoRa正在全球範圍內應用部署，因為其低功耗、深度覆蓋、容易部署等優勢使得其非常適用於要求功耗低、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等的物聯網應用，如智能抄表、智能停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農業、智慧工業、智慧城市、智慧社區等等應用和領域。
3、SigFox：國外最火的LPWAN技術
Sigfox是一家法國公司，成立於2009年，創建了連接低功耗設備的無線網絡，主要用於低功耗物聯網，如：電錶等，這類應用需要連續地發送少量的數據。Sigfox希望建立第一個僅供用於物聯網的全球蜂窩連接的公司，其基礎設施完全獨立於現有的網絡(如電信移動網絡)。
SigFox是自行建構一個產業生態體系(Ecosystem)，由SigFox負責全球共同的網絡營運與雲端平臺管理，再透過各地特許的網絡營運商SNO(SigFox Network Operator)提供服務，原則上單一地區由單一業者負責，其經營理念為“One Globe, One Network. One Globe, One Contract.”，截至目前為止訊號涵蓋已達46個國家和地區，預計在2018年底達到60個國家和地區的網絡部署。
SigFox尤其適合跨國性的物聯網應用，如資產追蹤。SigFox在臺灣的營運商優納比(UnaBiz)在Computex 2018也邀請多家發展SigFox解決方案的廠商展出相關服務。
Sigfox正在推出首個全球性的物聯網網絡，可以監聽數十億的對象廣播數據，而無需建立和維護網絡連接。在無線連接的世界中，這種獨特的方法是沒有信令開銷的，緊湊和優化的協議，而物不依賴於網絡。Sigfox提供了一種基於軟件的通信解決方案，所有的工作和計算的複雜性都是在雲端進行的，而不是在設備上。所有這一切，大大降低了能源消耗和連接設備的成本。
Sigfox網絡部署情況
由於物聯網連接使用低數據速率，Sigfox網絡利用了超窄帶，UNB技術。傳輸功耗水平非常低，而仍然能維持一個穩定的數據連接。Sigfox無線鏈路使用免授權的ISM射頻頻段。頻率根據國家法規有所不同，但在歐洲廣泛使用868MHz，在美國是915MHz。Sigfox網絡中單元的密度(基於平均距離)，在農村地區大約30-50km，在城市中常有更多的障礙物和噪聲距離可能減少到3-10km之間。整個Sigfox網絡拓撲是一個可擴展的、高容量的網絡，具有非常低的能源消耗，同時保持簡單和易於部署的基於星型單元的基礎設施。
Sigfox的應用
以行業部分來看，Sigfox應用主要集中在工業、共用事業、農業、公共部門等領域。按用例來看，Sigfox應用主要集中在智能計量、智能跟蹤、溫度檢測上。
伽瑪智慧消防廠家總結，LoRa與SigFox已逐漸找到與NB-IoT區隔的發展道路，未來兩年的發展重點應該是創造良好的消費者使用體驗，包括硬件終端芯片/模塊的降價、軟件服務的完善與便利性等，真正從正確的航道加速、起飛。
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