为何腾讯和阿里用LoRa,运营商用NB-loT?

[导读] 对于LoRa技术,行业内人士都不会陌生,它也经常会被拿来和NB-IoT技术比较。

对于LoRa技术,行业内人士都不会陌生,它也经常会被拿来和NB-IoT技术比较。作为低功耗广域网(LPWAN)的新兴技术,两个技术都备受关注。

目前在国内,由于备受国家政策、电信运营商和业内大厂的青睐,NB-IoT技术的发展可谓如火如荼。相比而言,此前因频段授权问题沉寂许久的LoRa技术便低调很多。

然而近日,阿里巴巴和中国铁塔合作,以及腾讯宣布加入LoRa联盟的消息又为该产业注入一支“强心剂”,借助于阿里巴巴、腾讯等互联网巨头的支持,LoRa技术或将在国内迎来又一个春天。

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阿里云号称要在未来5年内连接100亿台设备。今年4月,阿里云宣布基于LoRa器件与无线射频技术的物联网平台已开始试商用。

腾讯则是把重点都放在LoRaWAN技术和应用方面的相关投资。2018年7月,腾讯还宣布计划与合作伙伴在深圳共同建立一个LoRaWAN网络,目的是为城市、金融、医疗、零售和工业等提供智慧解决方案。

LoRa技术市场前景广阔

LoRa技术最早是由法国公司Cycleo(成立于2009年)开发的一种扩频无线调制专利技术。2012年,Cycleo公司被美国Semtech公司以约500万美金收购,收购之后,Semtech为促进其他公司共同参与到LoRa生态中,于2015年2月联合Actility、Cisco和IBM等多家厂商共同发起创立LoRa联盟。

经过三年多时间的发展,目前LoRa联盟在全球拥有超过500个会员,并在全球超过100个国家布置了LoRa网络,这些网络遍及美国、加拿大、巴西、中国、俄罗斯、印度、马来西亚、新加坡等国家和地区。其中在中国,阿里巴巴是LoRa技术的积极推动者,如今随着腾讯的加入,LoRa技术在中国的发展将更受瞩目。

在众多LoRa联盟成员们的齐力推动下,LoRa技术的市场发展前景也备受期待。据IHS Markit发布的资料显示,2018年初,全球范围内部署的基于LoRa的网关数量已超过7万,预计到2019年初网关数将达到20万,终端节点的数量将达到8000万,超过40%有望都是基于LoRa的设备。而2025年,全球范围内的机器对机器的连接数量将增长至270亿。

不难看出,LoRa技术拥有着广阔的市场前景。同时,这也不禁让人好奇,在众多物联网新兴技术中,LoRa技术到底有何“魅力”可以突出重围呢?

技术优势突出

首先,从技术方面来看,相比成本和能耗较高的NB-IoT方案,用户不依靠运营商就可完成LoRa网络部署,不仅布设更快,而且成本更低。在小区、农场、产业园等封闭区域,特别是NB-IoT信号较弱的室内和地下环境,LoRa技术优势明显。

正因这一“轻量化”的建设优势,LoRa方案的布局其实更加广泛。目前,美国、法国、韩国等41个国家的350个城市都已开始应用LoRa进行布网试点,共有67个网络运营商在提供服务。

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除此之外,低成本也是LoRa相比NB-IoT技术更具优势。虽然近几年NB-IoT技术的发展势头十分强劲,但其在成本方面仍有着很大局限性。尽管NB-IoT模组的价格未来有望降至5美元之内,但目前支持蓝牙、Thread、ZigBee三种标准的芯片价格都在2美元左右,仅支持其中一种标准的芯片价格都要大约1美元。巨大的价格差距无疑将让企业在部署NB-IoT时产生顾虑,这也使得NB-IoT市场没能快速发展起来。

当然,LoRa技术也有着无法移动的致命缺点,这也使得其无法实现深度覆盖。从现阶段来看,强调统一标准、超高可靠性的NB-IoT技术,与追求个性化布设、满足场景化需求的LoRa技术,具有互补性。有业内人士认为,这两项技术没有绝对的谁好谁坏,各有利弊,只是在不同阶段有着不同的需求。

应用场景多样化

如果说部署简单、低成本是LoRa技术的优势之一,那多样化的应用场景则是其不容忽视的另一项优势。目前,LoRa技术可以在智慧城市、智能水电表、智能停车场、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署。

一直以来,LoRa技术便备受政企行业用户的青睐。不少政企行业用户因为业务特征,倾向于自主、可控的专用网络,而LoRa技术以及LoRaWAN规范因为灵活、低成本部署的优势,成为国内大量非运营商用户的优先选择。比如,在地下水管网检测,以及综合性的管道建设方面,可用LoRa传感器监测异常,LoRa技术有着十分具有竞争力的优势。

此外,在智慧城市应用方面,若道路两旁是智能路灯,便可以通过LoRa网络传送灯泡的使用情况,及时通知有关单位保养、维修和更换灯泡;

在智能停车场方面,LoRa技术因其灵活部署的特点可以节省大量施工成本,同时一个LoRa网关可管理数百个车位的LoRa传感器,实时监控车位使用情况;

在智能跟踪方面,终端的电池使用寿命对于追踪或是定位都十分重要,由于追踪系统的成本以及电池续航都必须纳入考虑,因此相当适合利用LoRa技术进行追踪;

在智能水电表方面,在水电表上面安装相应的LoRa模组,不仅节省人力成本,还可远程、实时掌握用水、用电情况,避免浪费;

当然除了上述众多应用场景之外,LoRa技术也可在智慧农业、智能消防等应用领域实现灵活部署,而未来也一定还会有更多意想不到的应用场景被开拓出来。

产业生态群体庞大

从技术层面上看,LoRa是一种物理层的调制技术,可将其用于不同的协议中,比如LoRaWAN协议、CLAA网络协议、LoRa私有网络协议、LoRa数据透传。随着使用协议的不同,最终的产品和业务形态也会有所不同。

其中,LoRaWAN协议是由LoRa联盟推动的一种低功耗广域网协议,同时LoRa联盟将LoRaWAN进行了标准化,以确保不同国家的LoRa网络是可以互操作的。截至目前,LoRaWAN标准已建立起“LoRa芯片-模组-传感器-基站或网关-网络服务-应用服务”的完整生态链。

LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯科技(Microchip)等。

据业内人士保守估计,3年之后LoRa芯片每年将有过亿片的销量,同时3年之后的LoRa应用市场也将备受关注。那么在这其中,阿里巴巴和腾讯等互联网巨头又扮演着什么角色呢?

今年3月,阿里云宣布全面进军物联网领域,从云到云、管、边、端全生态布局。由于看好在非授权频谱的广域网前景,阿里云开发了支持LoRa协议的LinkWAN物联网平台,同时还可提供LoRa节点设备、LoRa网关等丰富的LoRa产品。除此之外,阿里相继投资翱捷科技(ASR)、中天微等芯片企业的布局也十分耐人寻味。为推进LoRa在中国的拓展,阿里巴巴今年已在杭州和宁波建设LoRa网络,并已具备商用条件。

虽然与阿里的全面布局无法相比,但腾讯加入LoRa联盟无疑也为该产业注入一支“强心剂”。为支持LoRaWAN生态系统的进一步发展,腾讯已宣布计划在深圳与当地合作伙伴共同建立一个LoRaWAN网络,为各种物联网应用和终端用户(如政府公共服务)提供从设备、边缘到云端的LoRaWAN一体化解决方案。

去年年底,工信部发布了《微功率短距离无线电发射设备技术要求(征求意见稿)》,一时之间使得LoRa的商用前景变得不够明朗。然而,过去大半年之后,LoRa不仅没有就此销声匿迹,反而生命力愈加顽强,阿里、腾讯、中国联通、广电集团和Google等众多大咖相继加入了LoRa阵营,产业生态不断壮大的同时,也使得其实力越发不容小觑。

运营商偏爱NB-IOT

我国目前主推的物联网技术标准为NB-IoT,各大运营商在此标准上都有大量投入,尤其是中国电信,在国内对于NB-IoT的应用已经处于领跑地位。NB-IoT与eMTC同属于国际标准,而另外两个则属于私人标准。

这两者最大的不同就在于频谱,这也是这些物联网连接标准最宝贵的财富。简单来说,拥有频谱就相当于拥有合法的停车位,而在这一点上,LoRa与Sigfox先天不足。

这些年,华为替NB-IoT摇旗呐喊已是常态,并且联合高通、沃达丰等国际知名企业在2015年正式提出NB-IoT的概念。除了华为之外,三大运营商们对于NB-IoT也青睐有加。

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由于NB-IoT是运营商建网,不像LoRa这样的网络,属于企业独立建网。NB-IoT在通讯基站本身基础上改造就可以,用不算太大的工作量就能建成网络。然后运营商就可以掌握这一数据通道进行收费,又增长了接入终端数,无论是从业绩上还是从政绩上都有好处。

这种情况下,运营商当然积极推动NB-IoT。

更重要的是,政府也大力支持NB-IoT的发展,国家针对NB-IoT更是推出过多项相关政策进行扶持。如2017年6月16日,工信部正式公开《全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,明确以14条举措全面推进NB-IoT建设发展,到2020年建设150万NB-IoT基站、发展超过6亿的NB-IoT连接总数。

上有政府扶持,中间有运营商积极布局,下有华为大力支持,NB-IoT在中国不火都难。

NB-IoT的优点

当前,NB-IoT标准已经被冻结,中国也已经处于规模商用的阶段。NB-IoT具有4个主要特点,分别是广覆盖、低功耗、大连接、低成本。

功耗方面,NB-IoT牺牲了速率,换回了更低的功耗。采用简化的协议,更适合的设计,大幅提升了终端的待机时间,部分NB终端,待机时间号称可以达到10年。

信号覆盖方面,NB-IoT有更好的覆盖能力(20dB增益),就算水表埋在井盖下面,也不影响信号收发。

连接数量方面,每个小区可以支持5万个终端。

成本方面,更是NB-IoT的一大亮点,通信模块成本很低,每个模组有希望压到5美元之内甚至更低,有利于大批量采购和使用。而根据摩尔定律便可以得出,不超过40个月,成本便能降低到1美元之下。

总结

NB-IoT方面,运营商比较有话语权,他们代建网络,业主不需要考虑基站部署很省心,但网络质量取决于运营商,业主无法控制,而且数据必须经过运营商,业主需要和运营商对接获取经营数据,保密性存在问题,运营数据也不可控。另一方面,NB-IoT基于国内现成的基站进行改造即可,构建网络非常容易。

LoRa就正好相反,业主(企业)可以自主把控网络质量,对于网络覆盖可快速优化补充;还可以自主运营,把运营数据掌握在自己手中,根据业务需要扩展网络,特别自由。不过,LoRa基站建设比较糟心,要为基站选址、供电,还有很多麻烦事。

有实力的企业如腾讯和阿里,更在乎的是自由和主控权。而三大运营商偏爱NB-IoT一种标准。明确了标准以后,也更有利于产业生态的繁荣,终端模组芯片的量产,带来价格的降低,平台和应用的统一,带来更聚焦的发展方向。

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