2016年，為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)定義、設(shè)計、部署低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)正成為彌補(bǔ)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層、M2M連接這一短板的最佳武器。根據(jù)各大廠商對蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的計劃，加上SigFox、LoRa等商用加速，2016年將成為LPWAN發(fā)展的重大里程碑……
當(dāng)前，無線網(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(lán)牙、Zigbee等，這也是智能家居、可穿戴設(shè)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商提供的蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接，3G、4G或正在規(guī)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)實現(xiàn)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。
專屬技術(shù)與4G蜂窩技術(shù)搶灘低功耗廣域網(wǎng)
目前看來，2016年，為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)定義、設(shè)計、部署低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)的競賽還將一路延續(xù)，LPWAN正成為彌補(bǔ)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(zhàn)略市場情報供應(yīng)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(shè)備在全球范圍內(nèi)猛增三倍，直逼2320萬個。
以LPWAN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(qiáng)等特點，可以被運用于無線AMR、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、煙感、氣體檢測、交通和門禁等領(lǐng)域。目前，已有至少九家運營商(包括Orange)宣布計劃部署LoRa網(wǎng)絡(luò)。其中，最新的運營商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)盟作為首個低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟，在成立6個月后聯(lián)盟成員已達(dá)到130家，涵蓋芯片、模組、軟件開發(fā)商、OEM廠商和運營商等。
與此同時，比起半年前所看到的景象，移動行業(yè)最近明顯表現(xiàn)出更大的緊迫感，紛紛圍繞3GPP標(biāo)準(zhǔn)做文章。因為根據(jù)Machina Research的報告，當(dāng)前真正承載在移動通信網(wǎng)絡(luò)上的物與物的連接僅占連接總數(shù)的6%，如此低的比重，是移動通信行業(yè)不愿意看到的景象。盡管其中某些細(xì)節(jié)仍未完全解決，但就目前的情況看來，預(yù)計到2016年3月，3GPP對NB-IOT的標(biāo)準(zhǔn)化工作將會凍結(jié)。而隨著標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程完成，NB-IOT技術(shù)將走向規(guī)模商用。
在今年的MWC2016上，愛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(guī)模IoT應(yīng)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商的家庭寬帶業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)智慧家庭，而且還為運營商打造一張無處不在的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)，在智能抄表、智能停車、物流跟蹤、智慧城市等領(lǐng)域開啟全新商業(yè)機(jī)會。華為海思將于今年9月底推出NB-IoT商用芯片，這將會是業(yè)內(nèi)第一款正式商用的NB-IoT芯片。
不過，來自傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的觀點則認(rèn)為，NB-IoT并不適合大部分的物聯(lián)網(wǎng)使用場景，其機(jī)遇是在車聯(lián)網(wǎng)等需要大網(wǎng)覆蓋的應(yīng)用中，而不是傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。因為大部分物聯(lián)網(wǎng)場景如智能門鎖、數(shù)據(jù)監(jiān)測等并不需要實時無線聯(lián)網(wǎng)，僅需近場通信或者通過有線方式便可完成。另一方面，成本價格、功耗也都會成為NB-IoT發(fā)展的阻礙。在成本方面，NB-IoT模組成本未來有望降至5美元之內(nèi)，但目前支持藍(lán)牙、Thread、ZigBee三種標(biāo)準(zhǔn)的芯片價格僅在2美元左右，僅支持其中一種標(biāo)準(zhǔn)的芯片價格不到1美元，巨大的價格差距無疑將讓企業(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(yù)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可能仍會根據(jù)專屬技術(shù)(proprietary technologies)打造，但從長遠(yuǎn)來看，NB-IoT等新崛起的標(biāo)準(zhǔn)將成為這個領(lǐng)域的主流。
半導(dǎo)體芯片廠商已經(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(dǎo)體(ST)和Semtech公司簽訂了Semtech Lora遠(yuǎn)距離無線射頻通信技術(shù)合作協(xié)議，準(zhǔn)備利用LoRa技術(shù)提升STM32微控制器的市場份額，進(jìn)軍移動運營商物聯(lián)網(wǎng)和大規(guī)模專用網(wǎng)絡(luò)市場。
ST STM32超低功耗和網(wǎng)絡(luò)微控制器市場經(jīng)理Hakim Jaafar日前在出席其ARM Cortex-M0+ STM32L0微控制器新品發(fā)布會時就表示，過去確實有很多基于Sub-GHz無線載波協(xié)議的芯片問世，但絕大多數(shù)都難以滿足市場需求，原因在于協(xié)議棧太大、芯片工藝陳舊、功耗成本太高，難以滿足采用電池供電的模塊化應(yīng)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(yīng)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(yuǎn)。所以ST非常看好LoRa的發(fā)展前景，并加大了在該領(lǐng)域的投資。
意法半導(dǎo)體STM32超低功耗和網(wǎng)絡(luò)微控制器市場經(jīng)理Hakim Jaafar
但與同行采用集成化SoC方案不同，ST當(dāng)前采用的是STM32+Semtech RF的分離架構(gòu)。Hakim Jaafar解釋說，SoC產(chǎn)品未來一定會出現(xiàn)在公司的產(chǎn)品路線圖內(nèi)，但不是現(xiàn)在，因為分離方案靈活性更大。“進(jìn)入一個新興市場，我們必須首先深入了解客戶的真正需求，一開始就貿(mào)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)品營銷副總裁Daniel Cooley日前在為其Wireless Gecko產(chǎn)品系列發(fā)布站臺時表示，無線開發(fā)對很多工程師來說是一個“相當(dāng)艱難”的過程，天線調(diào)整、量產(chǎn)測試、電池使用壽命、無線信號傳輸距離、免受黑客攻擊、在線更新、連接到生態(tài)系統(tǒng)等都是需要解決的關(guān)鍵問題。
Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品營銷副總裁Daniel Cooley
為了可以通過一站式選擇為客戶提供多協(xié)議IoT連接，Silicon Labs在Wireless Gecko SoC中集成了ARM Cortex-M4內(nèi)核、節(jié)能的Gecko技術(shù)、高達(dá)19.5dBm輸出功率的2.4GHz無線電、先進(jìn)的硬件加密技術(shù)、以及用于簡化無線開發(fā)、配置、調(diào)試和低功耗設(shè)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(專有無線協(xié)議連接)三大系列。
盡管有大量芯片廠商進(jìn)入LPWAN領(lǐng)域，但一個顯而易見的事實是：未來，任何一個單獨的技術(shù)都沒辦法覆蓋所有的實用需求，任何一個強(qiáng)大的公司也無法通吃產(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，同時它也有不適用的領(lǐng)域，例如高速率。
盡管在市場上我們所看到的是持續(xù)不斷的資金投入、眾多的生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴和樂觀的新聞報道，但接下來的一兩個季度內(nèi)，真正能驗證這個市場成長的，只有更多實質(zhì)性的發(fā)展。
