2016年，為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)定義、設計、部署低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)正成為彌補物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層、M2M連接這一短板的最佳武器。根據各大廠(chǎng)商對蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的計劃，加上SigFox、LoRa等商用加速，2016年將成為L(cháng)PWAN發(fā)展的重大里程碑……
當前，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接方式有廣域和局域兩種。局域連接方式主要為Wi-Fi、藍牙、Zigbee等，這也是智能家居、可穿戴設備、智能硬件等終端采用的流行網(wǎng)絡(luò )技術(shù)；在廣域連接方面，目前更多是借助電信運營(yíng)商提供的蜂窩網(wǎng)絡(luò )連接，3G、4G或正在規劃的5G技術(shù)等可在一定程度上推進(jìn)網(wǎng)絡(luò )層的落地，但這種廣泛采用蜂窩網(wǎng)絡(luò )實(shí)現互聯(lián)的方式可能在傳輸成本、功耗等方面產(chǎn)生不利影響。
專(zhuān)屬技術(shù)與4G蜂窩技術(shù)搶灘低功耗廣域網(wǎng)
目前看來(lái)，2016年，為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)定義、設計、部署低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)的競賽還將一路延續，LPWAN正成為彌補物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )層、M2M連接這一短板的最佳武器。
物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域戰略市場(chǎng)情報供應商Machina Research最近的研究表明：截止到2015年年底，低功耗廣域網(wǎng)接入設備在全球范圍內猛增三倍，直逼2320萬(wàn)個(gè)。
以L(fǎng)PWAN技術(shù)中最為成熟的LoRa技術(shù)為例，它具有高靈敏、低功耗、高穿透性、可靠性強等特點(diǎn)，可以被運用于無(wú)線(xiàn)AMR、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、煙感、氣體檢測、交通和門(mén)禁等領(lǐng)域。目前，已有至少九家運營(yíng)商(包括Orange)宣布計劃部署LoRa網(wǎng)絡(luò )。其中，最新的運營(yíng)商TaTa通信在2015年11月宣布它將在印度全國部署LoRa網(wǎng)絡(luò )。
LoRa聯(lián)盟作為首個(gè)低功耗廣域網(wǎng)絡(luò )聯(lián)盟，在成立6個(gè)月后聯(lián)盟成員已達到130家，涵蓋芯片、模組、軟件開(kāi)發(fā)商、OEM廠(chǎng)商和運營(yíng)商等。
與此同時(shí)，比起半年前所看到的景象，移動(dòng)行業(yè)最近明顯表現出更大的緊迫感，紛紛圍繞3GPP標準做文章。因為根據Machina Research的報告，當前真正承載在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )上的物與物的連接僅占連接總數的6%，如此低的比重，是移動(dòng)通信行業(yè)不愿意看到的景象。盡管其中某些細節仍未完全解決，但就目前的情況看來(lái)，預計到2016年3月，3GPP對NB-IOT的標準化工作將會(huì )凍結。而隨著(zhù)標準化進(jìn)程完成，NB-IOT技術(shù)將走向規模商用。
在今年的MWC2016上，愛(ài)立信演示了低功耗廣域(LPWA)蜂窩IoT解決方案，包括窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)、LTE-M?(Cat?M)和適用于大規模IoT應用的EC-EGPRS/EC-GSM。
華為則希望自己的NB-IoT解決方案不僅能助力運營(yíng)商的家庭寬帶業(yè)務(wù)數字化轉型，實(shí)現智慧家庭，而且還為運營(yíng)商打造一張無(wú)處不在的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)，在智能抄表、智能停車(chē)、物流跟蹤、智慧城市等領(lǐng)域開(kāi)啟全新商業(yè)機會(huì )。華為海思將于今年9月底推出NB-IoT商用芯片，這將會(huì )是業(yè)內第一款正式商用的NB-IoT芯片。
不過(guò)，來(lái)自傳統物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的觀(guān)點(diǎn)則認為，NB-IoT并不適合大部分的物聯(lián)網(wǎng)使用場(chǎng)景，其機遇是在車(chē)聯(lián)網(wǎng)等需要大網(wǎng)覆蓋的應用中，而不是傳統的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。因為大部分物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景如智能門(mén)鎖、數據監測等并不需要實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，僅需近場(chǎng)通信或者通過(guò)有線(xiàn)方式便可完成。另一方面，成本價(jià)格、功耗也都會(huì )成為NB-IoT發(fā)展的阻礙。在成本方面，NB-IoT模組成本未來(lái)有望降至5美元之內，但目前支持藍牙、Thread、ZigBee三種標準的芯片價(jià)格僅在2美元左右，僅支持其中一種標準的芯片價(jià)格不到1美元，巨大的價(jià)格差距無(wú)疑將讓企業(yè)部署NB-IoT產(chǎn)生顧慮。
然而Gartner卻對此有不同看法。盡管該公司預測低功耗廣域網(wǎng)將成為2017-2018年前十大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之一，但他們卻指出，第一批LPWAN可能仍會(huì )根據專(zhuān)屬技術(shù)(proprietary technologies)打造，但從長(cháng)遠來(lái)看，NB-IoT等新崛起的標準將成為這個(gè)領(lǐng)域的主流。
半導體芯片廠(chǎng)商已經(jīng)前進(jìn)到哪里？
Machina Research首席分析師Aapo Markkanen表示，直到目前，在專(zhuān)用的低功耗廣域網(wǎng)領(lǐng)域，大部分的注意力仍集中在Sigfox和LoRa兩大技術(shù)方向上。2015年12月，意法半導體(ST)和Semtech公司簽訂了Semtech Lora遠距離無(wú)線(xiàn)射頻通信技術(shù)合作協(xié)議，準備利用LoRa技術(shù)提升STM32微控制器的市場(chǎng)份額，進(jìn)軍移動(dòng)運營(yíng)商物聯(lián)網(wǎng)和大規模專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )市場(chǎng)。
ST STM32超低功耗和網(wǎng)絡(luò )微控制器市場(chǎng)經(jīng)理Hakim Jaafar日前在出席其ARM Cortex-M0+ STM32L0微控制器新品發(fā)布會(huì )時(shí)就表示，過(guò)去確實(shí)有很多基于Sub-GHz無(wú)線(xiàn)載波協(xié)議的芯片問(wèn)世，但絕大多數都難以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，原因在于協(xié)議棧太大、芯片工藝陳舊、功耗成本太高，難以滿(mǎn)足采用電池供電的模塊化應用。但LoRa的優(yōu)勢在于一是協(xié)議棧做得比較精致，只有32K；二是LoRa供應商比如Semtech采用了更新的工藝，使之成本更好更低；三是傳輸距離更遠。所以ST非?？春肔oRa的發(fā)展前景，并加大了在該領(lǐng)域的投資。
意法半導體STM32超低功耗和網(wǎng)絡(luò )微控制器市場(chǎng)經(jīng)理Hakim Jaafar
但與同行采用集成化SoC方案不同，ST當前采用的是STM32+Semtech RF的分離架構。Hakim Jaafar解釋說(shuō)，SoC產(chǎn)品未來(lái)一定會(huì )出現在公司的產(chǎn)品路線(xiàn)圖內，但不是現在，因為分離方案靈活性更大。“進(jìn)入一個(gè)新興市場(chǎng)，我們必須首先深入了解客戶(hù)的真正需求，一開(kāi)始就貿然定義一顆SoC，風(fēng)險非常大。”
與ST策略相同的還包括Silicon Labs公司，該公司物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)副總裁Daniel Cooley日前在為其Wireless Gecko產(chǎn)品系列發(fā)布站臺時(shí)表示，無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)對很多工程師來(lái)說(shuō)是一個(gè)“相當艱難”的過(guò)程，天線(xiàn)調整、量產(chǎn)測試、電池使用壽命、無(wú)線(xiàn)信號傳輸距離、免受黑客攻擊、在線(xiàn)更新、連接到生態(tài)系統等都是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)副總裁Daniel Cooley
為了可以通過(guò)一站式選擇為客戶(hù)提供多協(xié)議IoT連接，Silicon Labs在Wireless Gecko SoC中集成了ARM Cortex-M4內核、節能的Gecko技術(shù)、高達19.5dBm輸出功率的2.4GHz無(wú)線(xiàn)電、先進(jìn)的硬件加密技術(shù)、以及用于簡(jiǎn)化無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)、配置、調試和低功耗設計的Simplicity Studio工具。全系產(chǎn)品則包括Blue Gecko系列(Bluetooth Smart連接)、Mighty Gecko系列(ZigBee和Thread連接)、Flex Gecko系列(專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)協(xié)議連接)三大系列。
盡管有大量芯片廠(chǎng)商進(jìn)入LPWAN領(lǐng)域，但一個(gè)顯而易見(jiàn)的事實(shí)是：未來(lái)，任何一個(gè)單獨的技術(shù)都沒(méi)辦法覆蓋所有的實(shí)用需求，任何一個(gè)強大的公司也無(wú)法通吃產(chǎn)業(yè)鏈。相比較局域網(wǎng)和蜂窩網(wǎng)，LPWAN的優(yōu)勢在于低功耗和低成本，同時(shí)它也有不適用的領(lǐng)域，例如高速率。
盡管在市場(chǎng)上我們所看到的是持續不斷的資金投入、眾多的生態(tài)系統合作伙伴和樂(lè )觀(guān)的新聞報道，但接下來(lái)的一兩個(gè)季度內，真正能驗證這個(gè)市場(chǎng)成長(cháng)的，只有更多實(shí)質(zhì)性的發(fā)展。
