IoT in 5G Course - LPWAN Pioneers and Market Leaders - Sigfox, Lora, Ingenu, NB-IoT

來源：物联网智库作者：周奥鸽

在這個充滿個性化與互動化的時代，簡單的人與人的通信已然無法滿足人類的日常需求。智能互聯時代，人與物、物與物的連接與信息交互逐漸成為主流。從「連接你我」到「連接萬物」，物聯網通信技術正在不斷完善。

隨著物聯網的迅速發展，用戶對超低功耗、超大連接、超強覆蓋和超低成本的接入需求越來越迫切，低功耗廣域網(Low Power WideArea Network, LPWAN)，也因此成為物聯網關鍵技術之一。

在過去的一段時間裡，作為非授權與授權頻段的LPWAN技術的代表LoRa與NB-IoT的比拼，可謂精彩連連。但二者的服務場景，以及市場化程度的不同，又將其拉入同一戰壕——共同促進物聯網產業發展。

LoRa vs. NB-IoT各有千秋

在市場各產業鏈環節推動，以及政策的支持下，LoRa與NB-IoT在各自擅長領域大放光彩。尤其是NB-IoT後來者居上，在3GPP這樣的國際標準制訂組織、主流電信服務商、通信設備商、晶片和模組提供商，以及政府政策的推動和支持下，快速佔領市場，呈大規模化佈署態勢。

那麼，作為技術差異不大的LoRa是否會被取代?

從技術角度來說，LPWAN技術尚未形成一家通吃的的形態。綜合考量其他影響因素(市場成熟度、政策因素、成本等)，可能技術全方位領先者，不一定佔據商用優勢。一方面，在多樣化的物聯網世界裡，大量企業或行業應用中，需要專用的網路解決方案。另一方面，電信服務商因其網路整體規劃的考慮，全面商用需要階段化進行。

因此，在兩者商用過程中，並非哪一技術更佔上風，就可以替代另一技術，也不會因其在產業中哪一環更有優勢，而構成替代關係，而是整個產業鏈共同參與與博弈的結果。

作為低功耗廣域網路的典型代表，NB-IoT與LoRa都具備低功耗、大連接、低成本等特點。從產業發展角度來看，兩者均已形成由晶片、模組、終端、通訊設備、平台、電信服務商和應用七大環節組成的完整產業鏈。

看似「一山不容二虎」的競爭關係，實則各有所長。LoRa憑其免費非授權頻譜、隨時隨地可建站，組網簡單等特性滿足了國營與私人企業客戶專網建設的需求；NB-IoT基於授權頻譜，安全性能高，適合大範圍佈署，且可由LTE基地台平滑升級，適合電信商統一佈署。

目前，已有不少行業參與者，看到了NB-IoT與LoRa的互補態勢，採取兩條技術齊驅並進的發展戰略。

NB-IoT與LoRa市場互補，共促產業升級

NB-IoT在主流電信商、設備商等行業巨頭，以及國際標準組織3GPP的積極推動下，較容易實現大範圍的覆蓋，形成規模化效應，佔領一個「大市場」。

而LoRa在中小企業的積極推動，和個性化網路建設的剛需下，得以在各場景佈署中大放異彩，佈局多個「小市場」。兩者在市場上，構成互補關係，共同完善物聯網網路層，促進物聯網行業迅速發展。

不要小看多個「小市場」的需求量，它的規模在總體市場中，也會佔到近半壁江山。大市場和長尾市場共同推進，促進了NB-IoT與LoRa競合態勢的形成。企業在選擇物聯網佈署方案時各有側重，而解決方案提供商，則更願意相容更全面的連接服務。

(1)企業級LPWAN產業生態

作為可靈活佈署的非授權頻段通信技術，代表的LoRa在物聯網產業推動中，擔任著不可或缺的重要角色。從橫向賦能建設來看，基於LoRa的網路架構逐漸成熟。

全套的LoRa產品：模組、網路閘道器、基地台，並結合其物聯網操作系統以及綠洲平台，為行業客戶提供端到端的物聯網解決方案；從縱向垂直應用來看，LoRa智慧應用場景已相當豐富。

僅智慧城市這一大場景，在提供積水水位監測、氣象環境監測、智慧垃圾桶、智慧井蓋、智慧機櫃、智慧路燈、智慧抄表、智慧停車等，結合LoRa給出了應用解決方案。

當城市萬物被安裝上LoRa模組，透過網路閘道器，將數據上傳LoRa基地台(或直接上傳基地台)，加上物聯網業務引擎處理，普通的城市設施被賦予智慧，可在必要的時候發送數據信息，供相關人員檢查，並透過長期的數據收集，為決策者提供科學依據。

在對城市場景進行智慧改造時，經常會遇到這樣的問題：

場景一：經常會看到一些城市街道光鮮亮麗，但也總會看到個別街道或攝區樓下的垃圾桶旁垃圾堆積如山，臭味熏天的狀況。由於過去沒有技術手段，可以對每個垃圾桶進行即時監測，相關工作人員無法統計，或預測每個垃圾通的存放情況。

而智慧垃圾通解決方案，可以解決這一難題。透過感測器監測垃圾桶內垃圾堆放高度，並在高度達到事先設定的閾值時，向監測中心發出通知。相關工作人員可透過Web工具或App，實施查看垃圾桶的狀態，系統根據即時數據，優化清潔車回收垃圾路徑。

場景二：被譽為「城市陷阱」的井蓋，時常成為社會關注的焦點。井蓋丟失、小孩掉進窨井、汽車陷入窨井、窨井規劃不合理等新聞屢見不鮮。「井蓋問題」一直是百姓關心，政府煩心，受害者揪心的社會問題。

而智慧井蓋監測方案，將為市政管理者提供優化的維護管理手段。相關工作人員可透過系統在App端接收井蓋異動、水位等關鍵資訊，即時進行修復，避免安全事故發生。

場景三：現實生活中，抄表人員總是會碰到居民不在家，而無法查瓦斯表的情況。也總會遇到表計異常無法正常抄表的情況。面對抄表週期長，成本高的現實狀況，智慧抄表解決方案的出現，企業節省了大量的時間和成本，同時也加強了資源的管理。

企業透過智慧終端獲取並傳輸，錶盤儀表相關數據，並可以定時上報平台，能夠快速生成水電氣熱的使用報表，以及繳費單據；還可以做到儀表管理、異常告警、及時發現漏水、漏電等損耗，實現資源的高效、安全利用。

……

在構築的物聯網大生態下，此類解決方案甚至可以在同一物聯網平台上進行全方位監測。物聯網平台將各場景的應用，透過SaaS化的經營模式，提供給各行業從業者，加速智慧城市轉型。

未來，企業結合生態優勢，創新商業模式，可開展多種業務模式的LoRa將會在長尾市場中大放異彩。比如廠商將基於已推出的LoRa完整產品，透過自主創新+OEM+轉售的模式，實現業務升級。

(2)電信商級LPWAN產業生態

NB-IoT技術的出現，使得電信商只需要建設一張網路，即可承載和管理低功耗廣域網路的所有業務，避免了多種技術承載帶來晶片、網路、終端和平台不統一的問題。隨著電信商NB-IoT業務資費陸續推出，商用成熟度不斷提高，其在公共領域的市場規模不言而喻，未來的競爭也會相當激烈。

放眼國際，預計在2017年將有20多個國家和地區，商用超過30多個NB-IoT網路，覆蓋全球50%的人口。

隨著NB-IoT產業鏈的推進和商業模式的明晰，模組也迎來了前所未有的市場機會。

(3)多連接技術佈署加快前進步伐

從物聯網生態建設的角度來看，單一的通信網路技術，無法滿足客戶多場景佈署需求。不斷拓展泛連接版圖，採用非授權與授權頻段兩條技術並進的發展策略，將在未來的應用落地與實踐中，為客戶提供更全面的物聯網解決方案，更好地服務客戶。

從市場角度來看，物聯網「大」市場與「小」市場同等重要。有著企業級專網搭建的需求的客戶，分布在諸多應用領域，是物聯網產業升級必須覆蓋之處。

而在公共服務領域，大家也同樣期待著能夠統一管理，大範圍覆蓋的營運商級低功耗廣域網快速佈署，進一步挖掘物聯網發展的潛力。

由於物聯網應用場景複雜，同一應用可能需要多種通信技術的組合。一個大的應用場景可能需要以NB-IoT部署形式進行公網覆蓋和LoRa部署形式進行專網覆蓋，甚至需要藍牙、NFC、Wi-Fi、ZigBee等局域網絡的佈署。

因此，不同通信技術能夠無縫融合，和切換成為方案佈署的關鍵。對此，企業也做出生態佈局，為用戶提供最優解決方案。

總結

針對通信技術中，授權頻段與非授權頻段，誰更加厲害的爭論，似乎並沒有太多的意義。物聯網發展關鍵在於落地，能夠滿足物聯網場景化需求，幫助客戶解決物聯網升級的技術，就不會被取代。企業在物聯網生態建設之時，結合自身優勢，推出全方位的產品與服務，才是明智之選。

物聯網發展奧秘在於生態建設。而生態建設的關鍵難題在於物聯網的碎片化與規模化特性，導致其易於「滋養」不同的生態場景，各獨立場景無法有效地進行聯動。

隨著大數據、雲計算、LPWAN等技術的不斷成熟，企業透過各自物聯網的戰略佈局，相容並包，多技術共同發展，在競爭與合作中，共同加速物聯網發展進程。