與傳統(tǒng)的連接消費設備相比，企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的三個主要硬件特征是：低功耗、小設備尺寸和小數(shù)據(jù)包。為了滿足這些獨特的要求，物聯(lián)網(wǎng)需要一套新的連接技術(shù)，這些技術(shù)并不專注于網(wǎng)絡的不間斷連接和更高的語音、視頻和瀏覽帶寬。進入低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN)，從 2010 年左右的第一波 Sigfox 和 Cycleo（LoRa 調(diào)制 IP 背后的公司）開始，使用未經(jīng)許可的頻譜，并繼續(xù) 3GPP 對 NB-IoT 和 LTE-M 的標準化2016 年在許可頻譜上。

雖然 LPWAN 在過去幾年中取得了巨大的增長，但它們也面臨著挑戰(zhàn)。

首先，由于技術(shù)提供商和企業(yè)希望了解 LPWAN 的相對優(yōu)缺點，以及評估與實際性能相關(guān)的聲稱屬性，物聯(lián)網(wǎng)可用的連接技術(shù)的數(shù)量已經(jīng)形成了一個泥潭。泥潭是造成許多廢棄的概念證明、對物聯(lián)網(wǎng)功能缺乏信心的原因，而且至關(guān)重要的是，采用速度慢于預期。

其次，LPWAN 仍處于不斷變化的狀態(tài)：沒有一個已成為一個易于定義的角色，并且正在以新標準和指南的形式進行實驗和技術(shù)改進。

本文概述了目前的 LPWAN 市場：技術(shù)、應用程序和生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)，歸根結(jié)底，它們是網(wǎng)絡成功的基礎。

物聯(lián)網(wǎng)連接的演變。。（來源：ABI 研究）

未經(jīng)許可的 LPWAN

Sigfox 和 LoRaWAN 是該領(lǐng)域中最知名和采用的技術(shù)，盡管還有其他技術(shù)存在。這些技術(shù)在亞千兆赫茲非授權(quán) ISM 頻譜上運行，這使它們能夠?qū)崿F(xiàn)遠程覆蓋和高穿透能力。從理論上講，頻譜的免許可性質(zhì)意味著可以將連接價格保持在較低水平——這對于計算投資回報率至關(guān)重要。

不利的一面是，與加密許可網(wǎng)絡相比，ISM 頻譜受制于更多的占空比限制、較低的服務級別（例如保證消息接收）和較低的安全性。由于在蜂窩網(wǎng)絡之前進入物聯(lián)網(wǎng)市場，未經(jīng)許可的 LPWAN 被認為具有先發(fā)優(yōu)勢，但它們越來越不得不證明自己在物聯(lián)網(wǎng)中的角色和利基市場是合理的。

Sigfox Sigfox 與其他主流 LPWAN 技術(shù)相比，具有最長的覆蓋范圍、最高的穿透能力和最低的功耗。它的目的始終是使生態(tài)系統(tǒng)能夠構(gòu)建最小和成本最低的連接設備，傳輸極小的數(shù)據(jù)包——上行鏈路上最多 12 個字節(jié)——主要是在一個方向上，從傳感器到云。

該公司還通過其商業(yè)模式與眾不同：它向全國知名的 Sigfox 運營商銷售網(wǎng)絡硬件和云，而后者自己則向最終客戶銷售連接。通過為其運營商提供網(wǎng)絡硬件，Sigfox 保留了對全球網(wǎng)絡參數(shù)的控制權(quán)。這帶來了另外兩個主要優(yōu)勢——即，它能夠創(chuàng)建一個用于漫游的單一全球網(wǎng)絡，因此，硬件設計非常簡單。它的優(yōu)勢使它贏得了資產(chǎn)跟蹤、計量和安全警報等方面的高調(diào)合同。

盡管如此，很少有人對 Sigfox 于 2022 年 1 月被接管的消息感到震驚。它在 2020 年虧損，其南非網(wǎng)絡在 2021 年進入波濤洶涌的水域，很少有人對其設備價格越來越低的預測深信不疑：1 美元按鈕而且——在其被接管的消息傳出前一周——電池壽命為 13 年的 0.30 美元的示蹤劑似乎比現(xiàn)實更具營銷性。它還難以證明其每年 10 歐元的連接價格是合理的，從根本上說，與許可網(wǎng)絡相比，數(shù)據(jù)量非常小且服務水平較低，而其他 LPWAN 的價格則大幅下降。在撰寫本文時，它的未來還不確定。

LoRaWAN 由 Semtech（協(xié)議 IP 的所有者）和 LoRa 聯(lián)盟（生態(tài)系統(tǒng)和技術(shù)推動者）推動，LoRaWAN 旨在開發(fā)具有比 Sigfox 更高的數(shù)據(jù)包大小和吞吐率（243 字節(jié)和 50 kbits/ s) 并具有完全雙向通信和無限消息。在過去幾年中，連接在網(wǎng)絡上的設備數(shù)量呈指數(shù)級增長，這得益于強大的市場教育，生態(tài)系統(tǒng)日益健康。

該生態(tài)系統(tǒng)還有兩個優(yōu)勢。首先，Semtech為人們提供他們想要的東西。這方面的兩個例子是 2020 年的 LR1110 芯片，它被證明取得了巨大的成功，以及 Semtech 在同年對遠程跳頻擴頻 (LR-FHSS) 的額外支持——我最近將其描述為“Sigfox on steroids ” — 支持更廣泛的傳輸類型、更高的滲透率、更高的設備密度和非地面網(wǎng)絡（NTN，又名衛(wèi)星）。其次，Semtech 積極參與新舉措。最近值得注意的例子包括以人為本的快速增長的 Helium、Amazon Sidewalk以及與低地球軌道 (LEO) 衛(wèi)星公司的廣泛合作。

然而，LoRaWAN 在尋找安全港時并非一帆風順。隨著蜂窩 LPWAN 的流行，它的受歡迎程度可能會減弱——正如布伊格電信宣布在 2022 年 2 月末關(guān)閉其 Objenious LoRaWAN 網(wǎng)絡以支持 NB-IoT 和 LTE-M 所示。LoRaWAN 似乎更多地轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡部署，LoRaWAN 基礎設施提供商 Kerlink 目前擁有其 80% 的部署?？梢哉f，這就是 LoRaWAN 可以從其 LPWAN 競爭中脫穎而出的地方。

獲得許可的蜂窩和 LPWAN

針對無牌照LPWAN網(wǎng)絡，3GPP將NB-IoT和LTE-M標準化，以爭奪有牌照的網(wǎng)絡角落。許可網(wǎng)絡的運行成本往往更高，因為電信公司希望通過購買國家頻譜來收回投資成本，但也更安全，服務水平更高。最初，3GPP 加入 LPWAN 有點晚，正在追趕無牌網(wǎng)絡，而電信公司制定了他們的部署和貨幣化策略，并試圖從頭開始構(gòu)建一個生態(tài)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩網(wǎng)絡面臨著許多挑戰(zhàn)：漫游協(xié)議挑戰(zhàn)、定價模型、支持小型部署的能力以及對技術(shù)能力的理解只是其中的一小部分。然而，隨著生態(tài)系統(tǒng)的成熟，這些問題正在得到解決，加速采用。

LTE-M/NB-IoT 與未經(jīng)許可的網(wǎng)絡相比，這些技術(shù)允許小數(shù)據(jù)有效負載和更高的數(shù)據(jù)吞吐量速度。NB-IoT 往往主要用于需要非常小的數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓潭ɑ蛐∫苿觽鞲衅?。由于缺乏?a target="_blank">信號塔切換的支持，它通常被認為不太適合實時資產(chǎn)跟蹤等移動應用程序。NB-IoT 和 LTE-M 都支持擴展不連續(xù)接收 (eDRX) 和省電模式 (PSM)，使這些技術(shù)的功耗非常低。

客戶通常會被蜂窩網(wǎng)絡帶來的高服務水平所吸引。這些包括消息接收保證、干擾保護、網(wǎng)絡安全、雙向通信、一旦電信實現(xiàn)其部署策略后的廣泛覆蓋、強大的硬件開發(fā)人員社區(qū)、強大的地理定位開發(fā)人員社區(qū)以及“面向未來”，如 LTE-M 和 NB -物聯(lián)網(wǎng)已寫入5G標準。

當前一個突出的用例是 LTE-M 上的資產(chǎn)跟蹤，但這些技術(shù)對于任何類型的低功耗連接傳感器設備都很流行。隨著定價和漫游的確定，這些技術(shù)已成為物聯(lián)網(wǎng)中增長最快的機會。

2G/ 3G 這些“傳統(tǒng)”網(wǎng)絡對于物聯(lián)網(wǎng)仍然非常有用。當需要高移動性時，提供 LTE-M/NB-IoT 并回退到 2G/3G 的模塊并不少見。2G/3G 具有全球覆蓋的優(yōu)勢，這是 NB-IoT 和 LTE-M 尚未具備的狀態(tài)，因為在全球部署新基礎設施的成本很高，這需要更有選擇性和分階段的方法。然而，2G/3G 網(wǎng)絡正在接近日落（盡管在某些情況下不會持續(xù)數(shù)年）；一種流行的替代方案可能是 Cat-1，因為它能夠利用現(xiàn)有的 4G/LTE 基礎設施。

緊跟

上述技術(shù)現(xiàn)在可以被認為是物聯(lián)網(wǎng)中的主流。然而，這并不意味著我們處于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡和連接性發(fā)展的終點。還有兩項值得注意。

Mioty 由 BehrTech 授權(quán)的無牌網(wǎng)絡Mioty已經(jīng)在其主流競爭對手中贏得了多個合同，技術(shù)能力遠超市場上任何其他 LPWAN。范圍、滲透、支持丟包的能力、傳感器移動性、傳感器密度——Mioty 在所有這些方面都處于領(lǐng)先地位。雖然它目前缺乏全球覆蓋和開發(fā)者生態(tài)系統(tǒng)來支持它并成為一個長期的商業(yè)選擇，但 Mioty 的發(fā)展軌跡值得關(guān)注。

衛(wèi)星 新的連接前沿是空間。許多公司已經(jīng)進入了連接遠程設備的 LEO 市場，并且在 2021 年下半年，衛(wèi)星發(fā)射的規(guī)模有所擴大。存在許多不同的方法，例如通過網(wǎng)關(guān)到衛(wèi)星的 LoRaWAN 或 NB-IoT，或直接低功耗傳感器到衛(wèi)星。值得關(guān)注的一項舉措是 2022 年第一季度的 3GPP 第 17 版，該版本標準化了 NB-IoT 和 LTE-M 的擴展以用于 NTN。衛(wèi)星用于低功耗連接的方式存在障礙，但從中期來看，這種方法應該會為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)帶來更多機會。

從根本上說，合適的連接選擇因用例要求而異?！瓣P(guān)鍵”或“大規(guī)?！?、偏遠或城市、固定或移動——這些只是指導選擇的幾個參數(shù)。尋求幫助以找到最適合您情況的方法。

作為ABI Research支持平臺研究團隊的一員，研究分析師 Tancred Taylor 專注于資產(chǎn)跟蹤和可見性，包括設備的數(shù)據(jù)、趨勢和預測分析；為新興技術(shù)市場賦能的平臺、網(wǎng)絡和服務；以及物聯(lián)網(wǎng)跟蹤將實現(xiàn)的業(yè)務轉(zhuǎn)型。Tancred 的覆蓋范圍涵蓋許多行業(yè)，從建筑和重型設備到供應鏈和包裹和包裹。

審核編輯 黃昊宇