Accelerating the IoT with

Low Power Wide Area Networks

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來源：通信信号处理研究所

作為物聯網產業鏈的重要一環，網路連線技術就像產業金字塔的地基，是入場者們激烈爭奪的掘金點。自物聯網概念興起以來，各大廠商紛紛推出自己的技術標準，開始了長達二十年的混戰狀態。

生活中比較常見的物聯網技術有Wi-Fi、藍芽，以及小米智慧家居所使用的ZigBee。根據日常經營，可知這三種物聯網技術主要應用在短距離、小範圍的通訊場景下，除藍芽外，Wi-Fi和ZigBee主要應用於室內。

為了室外大範圍的應用場景，業界專家和營運商們制訂出一套新型傳輸通訊制式——低功耗廣域網LPWAN(Low Power Wide Area Network)來替代傳統3G、4G通訊技術。相比其他網路型別，LPWAN具有廣覆蓋、大連線、低功耗的效能和低成本定位，堪稱「專為物聯網而生」。

LPWAN按頻譜標準又可分為兩類：一類是工作於未授權頻譜的、構建在私有網路基礎上的LoRa、SigFox技術；另一類是工作於授權頻譜下的、構建在公共網路之上的3G、4G和NB-IoT技術。經過長期市場檢驗和優勝劣汰之後，目前比較主流的物聯網技術標準有以下幾種：

制式各異的技術標準各有所長，其中NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄頻物聯網技術)不僅以授權頻譜，和造價低廉獨具優勢，而且被認為是唯一一個滿足TSG GERAN #67會議中，提出的5大目標(提升室內覆蓋效能、支援大規模裝置連線、減小裝置複雜性、減小功耗和時延)的蜂窩物聯網技術，成為代表物聯網未來的技術驕子。

去年6月，NB-IoT獲得了3GPP無線接入網(RAN)技術規範組會議通過，開始緊鑼密鼓的效能標準制訂和一致性測試，進入2017年來，日臻成熟的NB-IoT技術迅速進入商用階段，並在共享出行、智慧家庭、消費與醫療、智慧城市等方面綻放異彩。

至此，經過二十多年積澱，依託無線連線、計算與儲存、晶片與感測器設計、網路安全等能力的不斷提升，成本不斷下降，以及NB-IoT標準的統一等多種因素，並行發展形成合力，沈寂多年的物聯網行業，終於迎來屬於自己的產業爆發期。

物聯網商用競賽誰更有冠軍相?

隨著物聯網技術不斷成熟，行業巨頭紛紛花大手筆進行物聯網建設，搶佔物聯網市場。自去年6月NB-IoT核心標準凍結後，由概念向落地的演進已成為NB-IoT圈內爭相追逐的主旋律，各種基於NB-IoT技術的應用案例在各個領域中逐漸湧現出來。

據不完全統計，目前我國物聯網市場規模超過2萬億元，是電信運營規模的2倍，應用領域涉及工業、農業、家居、消費、出行、環境保護、城市建設等數十個細分行業。

在摸著石頭過河的物聯網產業化探索中，近兩年來迅速興起的共享單車意外成為推動物聯網普及和規模應用的有力外援。目前，共享單車的無線通訊模組都集中在智慧鎖裡，有簡訊、2G、藍芽等多種傳輸模式。今年6月，ofo小黃車與中國電信、華為共同宣佈，三方共同研發的NB-IoT物聯網智慧鎖投入商用。作為NB-IoT技術的首次商用實踐，ofo的野心十分明顯。10月12日，ofo與中國資訊通訊研究院聯合成立了移動物聯網共享單車工作組，著手研究全球首個NB-IoT共享單車標準，不僅把可能與其他服務發生互動的線下場景抓在手裡，還試圖通過組織運營商、模組、晶片廠商的利益聯盟佔據技術標準這個制高點。

在物聯網萬億級體量和產業化風潮下，ofo的老對手摩拜也沒閒著。2016年12月，摩拜攜手愛立信、中國移動上海公司，在上海完成了基於蜂窩物聯網現網的端到端應用測試。今年5月15日，摩拜與華為、四川移動達成合作，將在窄頻物聯網應用及NB-IoT創新等領域開展合作。

5月23日，摩拜又與高通、中國移動研究院共同啟動eMTC/NB-IoT/GSM多模外場測試。在物聯網佈局中，既不想放棄NB-IoT，又不敢孤注eMTC，摩拜對當下流行的物聯網技術「一把抓」的意圖十分明顯。

但技術和市場給出的方向似乎越來越明朗了。

在對岸的中國，中國電信最早完成了全國範圍的網路覆蓋，中國移動將在今年年底，完成346個城市移動物聯網建設。國際上，GSMA已經發布了NB-IoT網路佈署白皮書，要求營運商為窄頻網路提供全球互操作性，這對於共享單車企業的國際化是一個利好，中國本土產品在海外市場的NB-IoT佈署，將不存在任何技術門檻。

從制式上比較，NB-IoT和eMTC都屬於窄頻LTE技術，這意味著它們都可以利用現有基礎設施和頻譜，不同的是NB-IoT使用的頻寬大約為200KHz，可實現更低功耗延長續航時間，透過冗餘傳輸實現更深覆蓋，完全符合目前物聯網裝置，對於低功耗、低成本的需求，在智慧家庭、共享單車、物流追蹤、智慧抄表等典型應用場景十分得力。尤其當3GPP Release 14標準的NB -IoT出來之後，在廣覆蓋、大連線的優勢上，定位和移動性也會得到補充加強。

相比之下，eMTC的商用存在一定爭議，其訊號覆蓋深度和穿牆能力弱於NB-IoT，在社區容量方面，eMTC沒有進行過定向優化，難以滿足超大容量的連線需求。此外eMTC功耗較高，拉昇了裝置成本和優化網路架構的難度，而NB-IoT由於模組、晶片制式統一，現已降至5美元左右，但是eMTC目前的價格仍然偏高，且下降緩慢。

從技術、成本到網路基建，NB-IoT已成為全球各大營運商「指定」物聯網技術標準，且為其應用爆發做好了全面鋪墊。從去年以來，ofo與華為、電信的應用研發和持續跟進，ofo聯合創始人薛鼎曾坦言，三方團隊在研發首款物聯網智慧鎖時，曾在NB-IoT網路鋪設還未完成的情況下，依靠華為open lab實驗室儘可能模擬訊號完成研發，而且一次測試通過。

相比之下，摩拜在物聯網上的態度似乎有些曖昧不明，前期在eMTC和NB-IoT上的採取「騎牆」策略，最近的重點又轉向與首汽、嘀嗒等搭建網約車平臺聯盟，對物聯網的研發應用相對比較沈寂。

按照各自的路數走下去，共享單車兩強的未來或許可以預見：以流量為生存基礎的摩拜，其天花板很可能是滴滴，而向物聯網技術轉型的ofo，其天花板或許是谷歌，當然在技術應用模組上還要看後續發力。至於誰的故事更生動，那就要由市場去檢驗、靠雙方投資人去判斷了。