芯片:LoRa芯片被一家垄断,NB-IoT芯片走向开放?

如今物联网产业已经进入大规模快速发展阶段,垂直行业从事物联网建设的企业越来越多。不过在低速率物联网技术NB-IoT和LoRa方面,企业的选择出现了分歧。貌似LoRa在中国会与NB-IoT分庭抗礼,但是事实真的会是这样吗?

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芯片是物联网产业的“种子”,决定了整个产业将“长”成什么样。在芯片研发和供应方面,LoRa芯片制造商只有Semetch一家美国公司,属于独家垄断,这对整个产业的发展而言是个不好的兆头。

前段时间中国一家通信设备企业被美国禁售芯片,导致企业正常运营停滞,付出巨大代价。该事件的惨痛教训历历在目,我们为何还要力推被人能随时扼住咽喉的发展道路?

而NB-IoT是3GPP定义的标准协议,全球主流芯片厂商都能够提供NB-IoT商用芯片,比如高通、MKT、RDA、三星、ARM、华为等,都可以推出符合全球开放协议的产品。另据笔者了解作为NB-IoT芯片专利的主要贡献者华为,计划不收取海思NB-IoT芯片专利费用。这对物联网的产业规模发展是一个巨大的利好消息。

在价格方面,随着NB-IoT芯片发货量的增多,NB-IoT模组价格已逐渐逼近GSM模组价格,刚刚开标的中国联通300万NB-IoT模组,NB模组价格已经降到了23元/pcs,与LoRa模组类似,与GSM仅相差5元不到。相信随着NB-IoT的连接数不断增多,NB-IoT模组的价格还会进一步降低。

网络:运营商支持NB-IoT网,企业自建LoRa网性价比低

再看具体的网络建设,LoRa阵营宣称有50多张商用网络,但是缺少主流运营商参与,前期支持LoRa的Orange、比利时Proximus等,也均开始转型做NB-IoT。LoRa网络需要完全新建设备,初期投资大,任何一家厂商难以在短时间内做到连续覆盖。

这里值得提下韩国运营商SKT的物联网发展经历,颇具戏剧性。SKT过渡追求建网成本的降低,2016-2017年在韩国首尔建设了数万个LoRa基站,但覆盖很差,终端设备仅能在马路上接收到信号,在室内几乎无信号。这样糟糕的结果,导致SKT在物联网领域无法与韩国另外两家运营商KT和LG U+竞争(这两家运营商部署了NB-IoT网络)。

而NB-IoT是全球主流运营商支持的标准技术。Vodafone、德国电信、日本软银等56家运营商均已经部署了NB-IoT商用网络。在美国,T-Mobile已经宣布商用了NB-IoT,AT&T、Verizon也积极进行NB-IoT的商用试点。在中国,三大运营商也已经部署了接近100万个NB-IoT基站。NB-IoT可以依赖现有运营商设备软件升级完成,投资少,保护存量资产,可以快速完成网络部署。

再看各类垂直行业客户。垂直行业客户自己建设LoRa网络性价比并没有想象中那么高。LoRa需要行业客户自己部署网络或委托第三方,也就导致LoRa网络需要行业客户自己维护。但是行业客户一般都不是通信方面的专家,那么在维护网络的时候主要会依赖第三方,这时会产生大量的维护成本,同时行业客户对技术的更新方向和节奏把控不是特别好,不像运营商网络比较专业而且网络质量比较稳定,所以从这个角度来讲,对行业客户而言,NB-IoT网络会比LoRa更好。

频谱技术:LoRa工作在非授权频段,不稳定

LoRa工作在非授权频段,有点类似于Wi-Fi,任何人都可以使用,频段本身干扰不可控,干扰会导致通信质量下降。中国政府对于非授权频谱的管理征求意见稿,也一直想对国内的非授权频谱进行有效管理,比如限制发射机连续发射时间、不能用于组网等,虽然征求意见稿未正式对外发布,但是这对工作在非授权频谱的LoRa是潜在的不确定监管政策因素。

除了频谱方面,在技术上LoRa技术的通信质量也难以保证。LoRa基于Aloha机制,有点类似于Wi-Fi,需要抢信道发,比如先尝试发一下,如果发现跟其他人碰撞,那么只好过一段时间再发,一发生碰撞就要回退回去对时延和发包成功率都有较大影响。——这种机制会导致大量无效的碰撞,发送接收效率低。

而NB-IoT基于授权频谱,所有的频谱使用是有专业规划的,且受到法律保护,干扰等因素可控。NB-IoT是基于调度的技术,哪个用户在哪发是由基站进行调度的,资源使用效率比较高,不会发生很多碰撞。所以基于调度的系统可以进一步提升通讯质量。

演进:LoRa难以向5G演进,NB-IoT将演进到5G

在探讨技术未来演进时,我们可以发现,NB-IoT是面向5G的物联技术,将在长时间之内与NR mMTC共存,并在未来长时间之内向5G演进。具体而言,NB-IoT在持续演进, 3GPP Release 13是首版本,之后Release 14以及Release 15将再持续增强,最终面向5G。

而LoRa是单个公司的私有协议,难以实现面向未来长期的技术演进。要知道,如果一个创新技术无法持续演进,就是没有未来的。企业对网络投资成本保护和现有资源最大化利用是非常重视的。

同时面对5G这个巨大的市场增长机会点,运营商必然不会错过,他们会在5G进入规模发展前,精细算清楚每笔投资的方向——不仅要有益当前,还要有益未来。

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应用:LoRa未见百万连接项目 NB-IoT应用进入爆发期

在商业实践方面,NB-IoT已近出现了百万级应用,而LoRa至今未见较大项目。在智慧城市方面,如杭州NB-IoT烟感已经签约100万片NB-IoT模组;中部某省市的NB-IoT电动车监控已经开始规模试点,当前已部署15万台NB-IoT设备,20XX年目标是300万;深圳燃气也公布了160万NB-IoT智能燃气表的部署计划。在智能工厂方面,2018年5月,爱立信南京工厂成功部署了第1000个NB-IoT终端应用,标志着利用NB-IoT对工业制造进行智能化改造取得重要的阶段性成果。

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