cookieOptions = {...}; LoRa,LTE-M,Sigfox 三者的比較 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

3S MARKET

2016年7月25日 星期一

來源:唯傳科技 者:Nick Hunn


物聯網行業的技術之爭正在上演,爭論的焦點在SigfoxLoRaLTE-M。因為很多地方GPRS網絡還不能覆蓋,所以人們更多地關注SigfoxLoRaLE-M。在網上搜索LPWAN,關於三者誰家的技術最強的爭議隨處可見。

我認為這種比較並不合理,最終哪種技術脫穎而出不是取決於技術本身,而是取決於商業模式。這三種技術代表了三種商業模式:

  * Sigfox-成為全球物聯網運營商
  * LoRa-提供一種技術,讓其他公司的業務在全球範圍內組成物聯網
  * LTE-M-改進現有的技術,為網絡運營商謀取更多的利益
  
這三者都承諾可以在2020年實現500億設備的互聯互通。獲勝的一方會給支持者帶來巨額的利潤,而失敗的一方則會給支持者帶來損失。


物聯網IOT的說法起源於1999年。起初,物聯網用來特指RFID相關的技術,後來演變成指所有可以發送數據道遠端的傳感器,以及可以遠程控設備。它還有一個更古老的名字M2MIOT可以說是M2M的發展,也可以說是換了一個更新奇的名字試圖振興沒落的M2M市場。

2009Ericsson預測2020年將有500億的設備互聯互通,當時人們沒有在意。但是到第二年,Ericsson的年度報告「為了500億的設備互聯互通」明確提出了這一設想,改變了工業的思維模式。網路營運商尤其興奮,他們彷彿看到了希望,在智慧手機之後還有巨額的利潤等著他們。每個營運商都強調物聯網給他們帶來的商機。大部分人認為500億,有些保守估計200億,有些甚至認為可以高達1500億。

Ericsson的報告中指出要實現500億的必備條件:將技術和服務融合,提供廉價,快速,低風險的服務;不斷加大網路建設和升級的投入。


不過以上在現實中並沒有發生,M2M的發展還是局限在GPRS3G.3GPP標準聚焦在大數據和大容量,以滿足移動寬頻和視頻的需求。儘管人們堅信500億的設備連接是一定可以達到的,但是並沒有實際數據支撐。在今年的行動報告中,Ericsson2020年的目標500億降低為2800萬,而將2010年蜂窩設備連接的數量的目標400億降低為12億。


物聯網的消費模式和手機不一樣。消費者願意為手機支付更多的費用,也會經常更換手機。同時他們希望在價格不變的情況下得到更多的數據。網路就變成了數據的來源。而物聯網的消費者只需要很少量的數據。

之前設想的連接500億的設備是基於間隔幾分鐘收發幾百字節的數據。同時每個數據的價值非常高,因此商業模式必須保證投入和持續的營運成本可以收到回報。

 
上圖顯示了M2M應用轉向IOT世界和數以億計的傳感器的尷尬局面。紅色線表示部署的成本,部署成本包含了硬體成本,網路成本,安裝成本。想要實現規模化,必須降低部署成本。藍色的線表示的是數據價值。在左側的M2M區域數據價值很高,因為要支持投入的回報。奇怪的是當部署成本下降時數據價值也在下降。

當傳感器成本下降,而且更加通用時,我們可以通過構建長期數據或者從多種傳感器整合數據來創造價值。因為部署傳感器和獲得數據需要時間,所以每個傳感器所產生的價值有提升也需要很多年。換句話說,部署成本必須足夠低,才會部署很多傳感器,才會提供海量的數據,然後我們才可以看到經濟效益。


那麼讓我們來實際算算部署成本。首先蜂窩或者LPWAN模組的硬體成本約$10。價格原因決定了M2M部署只能局限在暴利行業。成本最低的是GPRS模塊,但是隨著2G網路的消失,很多公司轉向3G,4G,硬的成本會越來越高。
  
有一個斷言,只有當硬體成本降低到$1(美金)時,IOT才可能普及。大部分LPWAN方案可以做到,因為它們承載的數據量比較少。運營商需要計算分配多少IP,尤其是LoRa,因為升特控制著整個收音頻段。LTE-M也存在這個問題,因為它是LTE的子集,所以承載了很多額外的協議和矽片,以實現和其他LTE用戶的共存。除非電信標準丟棄大部分數據,重新開始,要不然風蜂窩產品還會存在成本問題。NB-IOT的發佈還有很長一段時間。
  

除了模組成本,部署成本還有一部分來自分配成本,主要是指連接網路的成本,維護的成本和付費。
  
目前每一個M2M設備都有一個SIM卡,採購SIM卡,安裝SIM卡,確保連接網路的成本高達$25(美金)IOT的產品不需要安裝,直接開機,連接網路,然後就開始工作。LTE-M需要Esim,目前只有幾個網路支持。蜂窩網路和LPWAN網路需要自動登記設備,因此生產商需要為他們預售的產品購買服務。

這就意味著新一代的預付機制。蜂窩產業的支付創新之路並不順利,LPWAN提供商也要開始考慮這個模式了。因為LPWAN沒有現成的體制束縛,所以發展起來更快,但是還是需要一定的時間。只有當每個設備的成本降低到幾個美金,數百億的設備才有可能接入進來。


最優爭議的部分是數據傳輸的成本- 數據從設備端傳到雲端。
  
低速率,蜂窩數據在很多國家的成本已經大幅下降,有些樂意低至$0.3/月,當然有些運營商試圖高達$100/年。如果想要接入百億級的設備,數據傳輸的成本必須免費。理由如下:
1.一旦有百億級的設備接入,大部分數據的價值為零。在街道上安裝一打傳感器可以幫助提高應用的價值,但是每個傳感器的數據的價值很小很小。如果要為此支付費用,就不划算。
2. 當數據收益低於每年幾個美金,你的付出(監控,收費的成本)會高於收益。這時候最好不去收費。
3. 消費者不習慣購買多個類似設備。
總之,對於小數據量的傳輸,分配成本包含了數據。網路只需要將數據用最少的成本傳到雲端。最好將這部分功能做在晶片裡。

設備連接網路後,可以通過向營運商請求數據升級,來獲得額外的數據或者服務。營運商可以後續向用戶收取費用。用戶包含生產者,服務提供者,或者終端消費者。

簡單來說,有一個晶片,可以植入到任何需要連接的設備裡,開機後就持續地傳輸數據。晶片提供商和營運商已經提前收取費用,沒有後續費用產生。只有這樣,連接的成本就會下降到幾個美金,數以億計的設備才會接入進來。

這些與目前的M2M模式很不一樣,與營運商對IOT的理解也很不一樣。營運商和基礎設施提供商一方面炫耀500億的設備,一方面追逐每台設備$50-100的利潤目標。他們聲稱IOT服務效益可以帶來全球GDP10%的增長。

我不否認Ericsson新的預測- 2020年蜂窩M2M的設備連接數量只有10億。就算所有的成本都預付,而且控制在幾個美金以內,覆蓋整個硬體生命週期的所有數據。大量的傳感器的連接也不會出現。而只會促進M2M數量的增加。這種模式看起來像一個硬件模式(一次性預付費用)。效益來源於設備的數量,而不是數據的量。


儘管目前 SigfoxLoRa的宣傳比較多,但是其他家的技術也不容小覷,如Ingenu (之前叫 On-Ramp), SilverSpring StarfishCyan CynetAccellusTelensanwaveWaviotLoRaLTE-M現在也可以支持數以百萬的設備,但是沒有像Sigfox一樣大肆鼓吹。

LTE-M的基礎設施是現成的,大部分LTE基站可以升級為支持LTE-M。因此對於營運商是沒有障礙的。關鍵問題是製造低成本設備的晶片何時可以分配好。高通在蜂窩基帶晶片方面處於統治地位,擁有多項專利,不斷推動創新使得提高進入門檻,保持行業的領先地位。

目前它對超低成本的簡單蜂窩晶片沒有什麼興趣。因此沒有什麼所謂的競爭對手。其他兩家公司還處於起步階段:Altair and Sequans。高通剛發佈了一個技術,但是支持的信道和賣給成千上萬家公司的方式與之前很不一樣:之前他們只與少數大廠商合作。

 

LTE-M有很多IP,大部分被高通佔據,對於新進入的公司這些就是阻礙。即使芯片開發出來,晶片生產商將晶片移植到各個生產廠家也是一個挑戰。

LTE-M會被NB-IOT取代,因為後者更便宜,一些網路會關閉LTE-M支持,當然這需要很多年,需要新的支付系統和分配系統。

Sigfox。模塊可以從多個供應商處獲得,因此批量生產後硬體成本下降不是問題。但是Sigfox的期望值很高,他們希望成為全球IOT營運商。他們與營運商合作,獲得數據,然後將數據轉給設備所屬的公司。好的一面是世界各地的服務都是一樣,壞的一面是存在極大風險。

成為全球營運商是一個不切實際的想法,很多蜂窩營運商都沒有做到。雖然Sigfox的技術比手機的技術簡單很多,但是商業模式大同小異。他們已經籌集15000萬美金,投資者希望他們成為法國的獨角獸。但是問題是如果資金用完了怎麼辦?網路會一夜之間消失。這是一個極大的風險。

LoRa的方式則不一樣。技術核心是升特公司(收購了一家法國公司Cycleo)升特成立了LoRa聯盟,開發高級協議,並且向會員免費開放。LoRaWAN協議定義了設備之間如何通訊,數據如何傳輸給設備。

 

LoRaSigfox最大的不同之處在於誰都可以運行設備,想SigfoxLoRa聯盟也鼓勵運營商部署LoRa網路,但是任何人都可以購買LoRa基站,並且自主組網。很多公司稱之為私有網路。個人也可以這樣做,The Things Network是一個自發組織,很多個人在上面開發LoRaWAN硬體。相對於全國的部署,LoRa更適合區域性的部署。如果LoRaWAN設備提供商提供提供服務,我們可以自己建立基站,來延續這種服務。

網路的生命長度是大家應該關注的。在M2M的初期,沒有人想到GPRS有一天會消失,每一代蜂窩網路的生命長度越來越短。Ingenu在市場報告總指出,LoRa的生命週期為20年以上。如果預測正確,LoRa的生命週期比LTE-M長。

回到商業模式,有一些細節需要添加:
Sigfox希望成為全球的運營商,風險很高,有失敗的可能。目前它的成本很低,但是不確定能持續多久。它的資金來自於風投,投資者希望有高的回報。這種商業模式決定了它的生命週期和未來的發展。當然如果發現阻礙較多,也許它會改變商業模式。
 

LoRa則是一種分散的思路。升特是一家歷史悠久的發展穩健的晶片公司。他們建立標準,支持大量合作者開發硬體和設備。他們既支持營運商建設設備,允許用於公用或使用的網路。所以連接在一起的效果如何還有待驗證。

每個開發者都是獨立的。因為晶片只有升特可以提供,每個設備升特會有$0.5的利潤。如果達到10億的數量,利潤會翻兩倍或者三倍。即使其建立全球網路的目標失敗,升特可以通過出售晶片來獲得收入。因此沒有財務風險。所建造的LoRa設備可以用幾十年。

LTE-M希望為現有的營運商增加收入。根據上述的分析,增加的收入不是很多。因為營運商需要開發一套訂價和收費的策略,運商會考慮是否值得。只有當LTE-M做為常規的設備升級,LTE-M才有它的優勢。

只有將成本降低才有可能增加數量,而這就需要一大批晶片提供商打破高通的壟斷,來支持各種生產商。這個過程需要的時間比較長。之前的藍牙低功耗至少花了5年時間。從技術上,芯片的技術很簡單,涉及到IP的部分也很少,需要很小的協議棧。營商可以配置基站來支持LPWAN標準,但是他們太執著於3GPP規範,希望引進外部的標準。
 

如果我來選擇,我會選擇哪一種?也許是LoRa。因為它有現成的技術,而且可以自行控制設備。在局部的區域的需求LoRa可以滿足,也許未來可以覆蓋到全國。如果我們需要覆蓋全國或者全球,那麼久要選擇LTE-MSigfox有太多不確定性,風險難以控制。

我的建議是充分考慮產品的需要。部署的位置,產品的生命週期,如果網路覆蓋消失如何輓救?不要考慮技術。客戶因為數據的價值和可靠性才需要IOT.而這取決於你對網路營運商有多少信任?

最後,我重申一下把數據綁定到產品的單價裡。只有這樣才可以有大量的設備。LPWANLTE-M的存亡與技術無關,取決於商業模式

                                                                                                                                                                                                                            

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