挑战NB-IoT和LoRa市场格局?LPWAN领域迎来新一轮争夺

作者:赵小飞

来源:物联网智库

导 读

经过几年的大浪淘沙,如今LPWAN领域已形成NB-IoT和LoRa这两类主流通信技术态势。不过,当前这一市场依然不断有新玩家入局,只是市场环境和各类技术定位已发生了明显变化。

近年来,物联网业界对于物联网连接“60%-30%-10%”的结构已形成共识,即60%的连接通过低速率网络实现,30%的连接通过中速率网络实现,10%的连接通过高速率网络实现。其中,占据60%的低速率网络的主力为低功耗广域网络(LPWAN)。

市场上永远不乏创新者,从业界初步认识到LPWAN价值起,相伴而行的是多种技术不断推出并开启商用竞赛。经过几年的大浪淘沙,如今该领域已形成NB-IoT和LoRa这两类主流通信技术态势。不过,当前这一市场依然不断有新玩家入局,只是市场环境和各类技术定位已发生了明显变化。

NB-IoT和LoRa之外,新的玩家也在开疆拓土

根据公开资料,截至2020年底,NB-IoT和LoRa都已实现了亿级的连接数,大规模的连接使其成为LPWAN领域的主流技术,也驱动这两类技术生态繁荣和成本下降。不过,NB-IoT和LoRa并没有完全覆盖所有低功耗、低速率连接领域,近年来,国内多个LPWAN技术持续推出商用,在一些垂直领域发力。从公开信息可以获取的典型代表企业包括道生物联、磐启微电子、盛路物联、常州千米电子等。

道生物联成立于 2019 年,其核心技术为TurMass的LPWAN通信技术,TurMass采用了mMIMO(大规模多天线)窄带传输技术,融合独特的系统架构,在系统容量、速率、覆盖、能耗、组网灵活性和综合成本等方面对LPWAN技术进行改进,其核心是一种免许可 mMIMO随机接入技术,整个系统包括终端芯片、中继、网关、网络服务器。

磐启微电子主推Chirp-IoT的LPWAN技术,通过引入多维度传输调制技术,提升传输速率和网络容量,并降低干扰概率。目前,磐启微电子已推出基于Chirp-IoT的终端芯片PAN3028和网关PAN3031。

盛路物联则主推的是其自主研发的DDA(动态加密空间密集覆盖蚁群模式),该技术前身是Spider技术,在通讯距离、低成本网络覆盖、低功耗设计、抗干扰设计、通讯可靠性、数据安全性、海量终端接入、鲁棒性、易用性、自适应频段选择等方面进行优化。

千米电子主推的是名为LaKi的无线通讯协议,包含了MAC层通讯协议和PHY层的完整技术创新,并在2020年3月底推出了第一批基于LaKi的量产射频SoC芯片LK2400。

在NB-IoT和LoRa主流技术之外,这些新的LPWAN技术实际上面临着明显的生存压力,因此必须在多个方面进行创新才有可能在市场中占据一席之地。总体来说,这些技术创新的方向是弥补NB-IoT和LoRa的不足。

从公开资料来看,新的技术宣传中会或多或少和NB-IoT、LoRa进行技术指标的对比。仅从技术指标来看,它们基本上在多个方面比NB-IoT和LoRa具有一定优势。另外,在网络部署方面,这些新的技术解决方案也采用更灵活的方式,比如基本都采用通过中继、自组网的方式实现快速灵活部署。

不过,技术指标的领先不代表商用领先,最终的商用有很多因素的影响。以移动通信技术为例,主流技术并非技术指标最领先的,但却是所有利益相关方共识的技术体系,因此产业生态是非常完善的。非主流的技术体系要想在获得市场认可,技术指标领先只是一个必要条件,而不是充分条件,还需要合适的生态和市场策略。

以史为鉴:第一轮LPWAN技术的争夺

2015年,低功耗广域网络(LPWAN)开始成为物联网领域的一个热点,接下来经历了一个百花齐放、百家争鸣的过程。笔者在2017年撰写的个人首部专著《物联网沙场狙击枪——低功耗广域网络产业市场解读》中,曾对相关技术进行总结,初略统计发现那些具有技术和市场创新精神的人们推出了十多种低功耗广域网络技术,形成一个庞大的家族,每一种技术都跃跃欲试,力争自身技术能够在群雄逐鹿中胜出。

总体来看,整个低功耗广域网络家族可以分为两大阵营,而这个阵营划分的依据是各类技术所使用的无线电频谱是否属于授权频谱,因此形成基于授权频谱的技术和基于非授权频谱技术的两大阵营。通过公开资料搜集,两大阵营主要技术如下表所示:

低功耗广域网络两大阵营主要技术

可以看出,虽然全球参与低功耗广域网络技术研发的企业和组织非常多,但基于授权频谱的技术主要还是由通信标准化组织3GPP集中来推动的;而非授权频谱技术由大量分散的企业和组织来完成,各自拥有知识产权并各自推动商用。这样的情形与无线电频谱的使用权限有着一定关系。

可以说,2015年起LPWAN技术家族经历了第一轮百家争鸣。数年过去后,经历一轮洗牌,大部分技术已淡出了人们的视野,仅留下少数几个在开疆拓土。其中,NB-IoT和LoRa已经成为无可争议的主流技术体系,其他技术体系因为策略选择的原因最终迎来了不同的命运和结局。

Sigfox曾经有机会跻身LPWAN第一阵营,但由于其坚持全球部署公网的策略面临资金匮乏的困境,如今不得不收缩;RPMA曾经要横扫物联网领域的豪言壮语,现在已完全被遗忘;即使是3GPP体系的eMTC,由于没有得到中国运营商的支持,也只能在海外保持一定的规模。值得注意的是,ZETA作为当年同期推出的LPWAN技术,由于其坚持面向垂直行业应用的市场策略,在大多数技术退出市场情况下,依然顽强的生存下来,虽然没有跻身主流行列,但在物流、建筑等垂直领域已形成大规模应用,也建成了自身的产业生态。

新一轮LPWAN技术争夺的不同特点

正如前文所述,近年来多种新的LPWAN技术相继投入市场,争夺60%的低速率物联网连接市场,与2015年兴起的LPWAN技术争夺的场景相比,本次可以说是第二轮LPWAN技术争夺战,而且呈现出了不一样的特点。

首先,本轮LPWAN玩家们对其定位已有了明确的认识。数年前,在NB-IoT和LoRa还没有形成规模化连接时,很多LPWAN技术雄心勃勃,认为自身有机会一统江湖,成为核心的物联网通信标准。比较典型的是推出RPMA技术的Ingenu公司,2016年时任Ingenu CEO的John Horn信心满满,语出惊人,不断炮轰其他技术,认为RPMA会全面碾压LoRa、Sigfox,将和NB-IoT一起成为未来物联网中的主流标准。另一个典型代表是Sigfox这一物联网市场的“搅局者”,当年以颠覆电信运营商的姿态出现,经过多次创纪录的融资,最终也无法支撑起成为全球物联网网络运营商的野心。时过境迁,今天在市场上依然存在的大部分LPWAN技术并未将自身定位为一统江湖的物联网标准,而是更为实在地聚焦于少数重点行业应用,企业更为务实的探索自身的价值。

其次,LPWAN市场已得到了规模化的市场验证,新的玩家避免了很多弯路。2015年,当LPWAN玩家们开启第一轮争夺时,彼时低速率物联网市场连接数很少,这个领域基本上是一个空白的市场,各类应用场景只是理论上可落地的场景,并没有规模化应用验证,厂商都在试水,而且都认为自身可以切入相应市场。如今,经过5-6年的尝试,LPWAN市场已出现了数个千万级连接规模的应用场景,10多个百万级连接规模的应用场景,在应用落地过程中各种壁垒和不足都充分暴露出来,让后来者避免走弯路。另外,NB-IoT、LoRa连接数超过1亿规模,成为该领域主流技术和事实标准,尤其是NB-IoT已形成规模化的网络基础设施,网络覆盖质量不断提升,在一些场景中的优势逐渐显现出来,后来者在优劣势分析基础上也会避免与这些主流技术体系的应用场景形成直接竞争。在此基础上,新的LPWAN玩家可以扬长避短,聚焦能够发挥优势的垂直领域。

实际上,ZETA过去几年能够在主流技术体系的夹缝中生存下来,并在垂直领域占据一席之地,也是在自身定位、市场验证等方面做出了正确的决策。在笔者看来,近年来入局的新型自主创新的LPWAN玩家可以充分借鉴ZETA的经验。

随着物联网产业的发展,更加多样化场景不断出现,一套技术体系无法满足所有场景通信的需求,即使是需要低速率、低功耗、长距离的LPWAN领域,各个行业具体场景中也要考虑到很多因素,使得单一的LPWAN技术无法覆盖这一60%连接的领域,这也给了多样化LPWAN技术体系生存和商用的机会。只是与5-6年前不同的是,目前市场格局已经形成NB-IoT和LoRa占据主流的态势。这一格局在短期内可能会发生一定的变化,主流技术市场占有率可能因其他LPWAN技术的商用会有所下滑,但新入局者不应仅仅聚焦于技术指标的领先,更应该对市场有更清晰的认识和更务实的定位,方能占据一席之地。

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