S^2：這些移動物聯網通信技術在國內命運幾何？

伴隨著通信技術的進一步發展，以及大規模工業化生產帶來的成本降低，物聯網的應用也逐漸普及開來。根據知名諮詢公司Gartner的預測，到2020年，全球聯網設備數量將達到260億台，物聯網市場規模將達到1.9萬億美元。在如此巨大且飛速成長的市場中，不同的應用場景如智能家居、智能物流、車聯網等等對連接性能，如速率、連接數、網路覆蓋、安全性等也提出了不同的要求，這對物聯網網路，尤其是無線網路也帶來了巨大的挑戰，同時催生了一系列不同的無線物聯網標準和技術。這一系列的物聯網連接技術中，以低功耗廣域網（LPWAN）的競爭最為激烈。

低功耗廣域網是相對於蜂窩網這類傳統無線廣域網（WWAN）來講的，支持與WWAN一致的廣域覆蓋，同時針對物聯網的低速率、低耗電、第占空比等需求進行優化的一系列無線物聯網技術。其更廣的覆蓋範圍及潛在的對移動性的支持給物聯網技術提供了更多的可能。現有的主流LPWAN技術一類是基於現有蜂窩網體系的，如eMTC，NB-IOT，另一類則是完全針對物聯網獨立設計的，如Lora，Sigfox，Ingenu公司的RPMA（Random Phase Multiple Access）等。他們在國內的發展狀況和前景如何？

eMTC、NB-IOT

eMTC、NB-IOT這兩種基於現有蜂窩網的授權頻譜物聯網技術可以通過對現有基站設備的軟體升級輕鬆實現組網，是目前國內覆蓋最廣泛的物聯網技術（當然也存在基於GSM及CDMA等傳統蜂窩網的物聯網設備，由於其相對蜂窩網技術改動不多，不列舉在內）。eMTC、NB-IOT均基於LTE網路。

eMTC需要1.4M的最小帶寬，且只能在現有LTE Band內或者獨立部署，會對現有網路帶來較大影響。同時，由於基本集成了LTE協議棧，在可以達到1Mbps以上的峰值速率及對移動性的支持的基礎上也帶來了終端成本高、功耗高的代價。由於其大帶寬的特性，eMTC更適用於需要相對較大數據傳輸的智能穿戴類設備以及電子廣告類設備等。目前eMTC的商用主要集中在北美市場，以AT&T和Verizon為主，主要商業案例為自動售貨機的貨物管理，採用高通MDM9206的電、燃氣、水電智能儀錶等。在國內，eMTC的商用進展相對滯後，預計今年年內三大運營商會進行試商用。

NB-IOT則在LTE的物理層、網路、信令等方面進行了全方位的改進，可以僅僅佔用180K的帶寬進行帶內、保護帶內及獨立部署，同時在覆蓋性、功耗、成本等方面也取得了較大的進步。國內，中國電信在2017年上半年已經在800MHz頻段實現了全球首個正式商用的NB-IOT網路，並取得了不錯的進展。ofo小黃車的新款智能鎖便應用了電信的NB-IOT模組。此外，深圳的智慧水務系統也在當年於深圳鹽田區南方明珠花園等小區部署了1200隻NB-IOT智能水表。

雖然基於LTE的LPWAN技術發展勢頭很猛，由於其市場規模尚未打開，終端模組成本相對還是較高，這也給了基於先有GSM網、CDMA網的超低成本物聯網設備留下了很多機會（如最早的ofo智能鎖等），然而，這些設備的網路覆蓋、尤其是功耗問題會成為制約其發展的一個很大因素。

考慮到對覆蓋和服務可靠性的要求，包括華為、高通、展訊等廠商推出的基於蜂窩網的物聯網模組均傾向於支持包括eMTC/NB-IOT/GSM在內的多模和多頻傳輸，對於OEM廠商來講，可以避免僅支持單一模式的市場風險，有助於市場的良性發展。

除此之外，Lora、Sigfox、RPMA等非授權頻譜LPWAN技術也值得我們關注。

Lora

誕生於2013年的Lora主要工作於1GHz以下的非授權頻譜（中國主要使用470-518MHz），由美國Semtech公司提出，是一種基於Chirp線性擴頻信號的全新長距離低功耗無線通信技術，儘管其核心技術把握在Semtech一家公司手中。由於其開放的生態聯盟建設，截止18年2月，已經集合了全球500多家企業，在41個國家的58個運營商中已經部署了67張網路，總計服務超過100個國家。相對與NB-IOT、eMTC，Lora具有更加成熟的商用案例和產業聯盟。考慮到其更加靈活方便的獨立組網方式，及非授權頻譜部署，對電力、水務等運營商獨立組建智能抄表網路有很大的吸引力。在國內，Lora的發展速度遠沒有NB-IOT快，但是，其非授權頻譜特性帶來的巨大吸引力不容小覷。中興在2016年聯合20多家廠商發起了中國Lora應用聯盟（CLAA），成員數已經接近1000家，同時，在國內農林、能源、智慧園區等垂直行業中已經有了廣泛應用。ofo於2017年也已經宣布將Lora應用於其智能鎖中，作為授權物聯網連接的補充。

Sigfox

同樣作為一種基於1GHz以下非授權頻譜的物聯網連接技術，Sigfox採用窄帶BPSK調製增加連接數，同時提高覆蓋。其法國母公司sigfox擁有所有技術產權，通過布設網路，銷售專利授權來盈利，也建立了包括上百家廠商的生態系統，並在36個國家和地區布網。今年一月，借著法國總統訪華的契機，sigfox將聯合遠程護理方案公司 Senioradom在國內正式落地，依託成都高新區3億美元投資，涉足遠程養老監護系統。據台灣經濟日報的報道，中國聯通也參與在內。

RPMA

與Lora和Sigfox不同，來自美國的RPMA技術採用2.4GHz非授權頻譜，儘管其頻段更高，RMPA設備在測試中可以達到的最遠連接距離遠至30英里，每個站址可以覆蓋400平方英里的範圍，同時可以保持較低的功耗。Ingenu公司目前已經布設了38個RPMA專網，主要集中於歐美地區，並擁有包括GE的AMI智能電錶解決方案，奈及利亞殼牌油汽調度裝置、阿魯巴島物聯網路燈等在內的眾多成熟應用。2016年，Ingenu已經與無錫軍工智能電氣股份有限公司展開合作，成立無錫九洲通訊作為Ingenu唯一授權公司在中國大陸推廣其RPMA技術及應用，初步確立覆蓋深圳、無錫、蘇州三個城市，並在17年與註冊於阿聯酋的物聯網運營商RPMAnetworks 達成進一步合作。不過到目前為止在公開渠道並未發現其在國內應用的進一步消息。

總結和展望

總體看來，依託於現有蜂窩網路，在三大運營商的推動下，NB-IOT、eMTC以及基於GSM和CDMA的物聯網技術在國內發展勢頭更快。儘管技術上有針對物聯網特點的深度優化，Lora、Sigfox及RPMA這類基於非授權頻譜的物聯網技術在國內相對進展較慢。這一方面受限於國內對1GHz以下的頻譜管制（Lora及Sigfox），另一方面，由於這三大主流技術的核心專利均被一家公司掌握，潛在的網路安全及信息安全問題也應該是制約其在國內發展的一個重要因素。Lora的母公司傾向於建立生態鏈，通過出售晶元和技術盈利，使得用戶對布網和管理擁有更大的主動權，因此，也是目前在國內應用推廣相對較順利的，包括國家電網在內的眾多潛在企業都在最近兩年對Lora技術進行過相關評估，眾多垂直行業應用已經在國內落地。而sigfox和RPMA的母公司則傾向於建立專網，並作為運營商提供相應服務，這無疑將對其在國內的推廣帶來很大的政策阻力。筆者認為，如果消息屬實，這也是Sigfox在成都的試點與中國聯通合作的重要原因之一。

因此，筆者認為Lora在國內將在垂直行業應用及專網應用中成為基於蜂窩網的一系列物聯網技術的強有力對手。而Sigfox與RPMA如果延續其在其他國家和地區通過布網銷售服務的發展思路，將很難在國內進一步推動。與國內運營商合作組網試點是一種思路，考慮到當前國內所有國家命脈行業全部是清一色國企的現狀，進一步的發展仍然面臨很大的監管和政策壓力。目前三家運營商都有比較明確的NB-IOT布網和運營計劃，考慮到其本身基本可以滿足物聯網在速率、連接數、覆蓋、功耗等方面的需求，且組網靈活，在可以預見的很長時間內，NB-IOT可能會是蜂窩網LPWAN的主流。除非新的物聯網業務帶來了更高的網路需求，並有明顯的市場前景，尚未明確的5G mMTC可能很難引起運營商的大規模組網興趣。

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