09.13 芯片:LoRa芯片被一家壟斷,NB-IoT芯片走向開放?

如今物聯網產業已經進入大規模快速發展階段,垂直行業從事物聯網建設的企業越來越多。不過在低速率物聯網技術NB-IoT和LoRa方面,企業的選擇出現了分歧。貌似LoRa在中國會與NB-IoT分庭抗禮,但是事實真的會是這樣嗎?

芯片:LoRa芯片被一家垄断,NB-IoT芯片走向开放?

芯片是物聯網產業的“種子”,決定了整個產業將“長”成什麼樣。在芯片研發和供應方面,LoRa芯片製造商只有Semetch一家美國公司,屬於獨家壟斷,這對整個產業的發展而言是個不好的兆頭。

前段時間中國一家通信設備企業被美國禁售芯片,導致企業正常運營停滯,付出巨大代價。該事件的慘痛教訓歷歷在目,我們為何還要力推被人能隨時扼住咽喉的發展道路?

而NB-IoT是3GPP定義的標準協議,全球主流芯片廠商都能夠提供NB-IoT商用芯片,比如高通、MKT、RDA、三星、ARM、華為等,都可以推出符合全球開放協議的產品。另據筆者瞭解作為NB-IoT芯片專利的主要貢獻者華為,計劃不收取海思NB-IoT芯片專利費用。這對物聯網的產業規模發展是一個巨大的利好消息。

在價格方面,隨著NB-IoT芯片發貨量的增多,NB-IoT模組價格已逐漸逼近GSM模組價格,剛剛開標的中國聯通300萬NB-IoT模組,NB模組價格已經降到了23元/pcs,與LoRa模組類似,與GSM僅相差5元不到。相信隨著NB-IoT的連接數不斷增多,NB-IoT模組的價格還會進一步降低。

網絡:運營商支持NB-IoT網,企業自建LoRa網性價比低

再看具體的網絡建設,LoRa陣營宣稱有50多張商用網絡,但是缺少主流運營商參與,前期支持LoRa的Orange、比利時Proximus等,也均開始轉型做NB-IoT。LoRa網絡需要完全新建設備,初期投資大,任何一家廠商難以在短時間內做到連續覆蓋。

這裡值得提下韓國運營商SKT的物聯網發展經歷,頗具戲劇性。SKT過渡追求建網成本的降低,2016-2017年在韓國首爾建設了數萬個LoRa基站,但覆蓋很差,終端設備僅能在馬路上接收到信號,在室內幾乎無信號。這樣糟糕的結果,導致SKT在物聯網領域無法與韓國另外兩家運營商KT和LG U+競爭(這兩家運營商部署了NB-IoT網絡)。

而NB-IoT是全球主流運營商支持的標準技術。Vodafone、德國電信、日本軟銀等56家運營商均已經部署了NB-IoT商用網絡。在美國,T-Mobile已經宣佈商用了NB-IoT,AT&T、Verizon也積極進行NB-IoT的商用試點。在中國,三大運營商也已經部署了接近100萬個NB-IoT基站。NB-IoT可以依賴現有運營商設備軟件升級完成,投資少,保護存量資產,可以快速完成網絡部署。

再看各類垂直行業客戶。垂直行業客戶自己建設LoRa網絡性價比並沒有想象中那麼高。LoRa需要行業客戶自己部署網絡或委託第三方,也就導致LoRa網絡需要行業客戶自己維護。但是行業客戶一般都不是通信方面的專家,那麼在維護網絡的時候主要會依賴第三方,這時會產生大量的維護成本,同時行業客戶對技術的更新方向和節奏把控不是特別好,不像運營商網絡比較專業而且網絡質量比較穩定,所以從這個角度來講,對行業客戶而言,NB-IoT網絡會比LoRa更好。

頻譜技術:LoRa工作在非授權頻段,不穩定

LoRa工作在非授權頻段,有點類似於Wi-Fi,任何人都可以使用,頻段本身干擾不可控,干擾會導致通信質量下降。中國政府對於非授權頻譜的管理徵求意見稿,也一直想對國內的非授權頻譜進行有效管理,比如限制發射機連續發射時間、不能用於組網等,雖然徵求意見稿未正式對外發布,但是這對工作在非授權頻譜的LoRa是潛在的不確定監管政策因素。

除了頻譜方面,在技術上LoRa技術的通信質量也難以保證。LoRa基於Aloha機制,有點類似於Wi-Fi,需要搶信道發,比如先嚐試發一下,如果發現跟其他人碰撞,那麼只好過一段時間再發,一發生碰撞就要回退回去對時延和發包成功率都有較大影響。——這種機制會導致大量無效的碰撞,發送接收效率低。

而NB-IoT基於授權頻譜,所有的頻譜使用是有專業規劃的,且受到法律保護,干擾等因素可控。NB-IoT是基於調度的技術,哪個用戶在哪發是由基站進行調度的,資源使用效率比較高,不會發生很多碰撞。所以基於調度的系統可以進一步提升通訊質量。

演進:LoRa難以向5G演進,NB-IoT將演進到5G

在探討技術未來演進時,我們可以發現,NB-IoT是面向5G的物聯技術,將在長時間之內與NR mMTC共存,並在未來長時間之內向5G演進。具體而言,NB-IoT在持續演進, 3GPP Release 13是首版本,之後Release 14以及Release 15將再持續增強,最終面向5G。

而LoRa是單個公司的私有協議,難以實現面向未來長期的技術演進。要知道,如果一個創新技術無法持續演進,就是沒有未來的。企業對網絡投資成本保護和現有資源最大化利用是非常重視的。

同時面對5G這個巨大的市場增長機會點,運營商必然不會錯過,他們會在5G進入規模發展前,精細算清楚每筆投資的方向——不僅要有益當前,還要有益未來。

芯片:LoRa芯片被一家垄断,NB-IoT芯片走向开放?

應用:LoRa未見百萬連接項目 NB-IoT應用進入爆發期

在商業實踐方面,NB-IoT已近出現了百萬級應用,而LoRa至今未見較大項目。在智慧城市方面,如杭州NB-IoT煙感已經簽約100萬片NB-IoT模組;中部某省市的NB-IoT電動車監控已經開始規模試點,當前已部署15萬臺NB-IoT設備,20XX年目標是300萬;深圳燃氣也公佈了160萬NB-IoT智能燃氣表的部署計劃。在智能工廠方面,2018年5月,愛立信南京工廠成功部署了第1000個NB-IoT終端應用,標誌著利用NB-IoT對工業製造進行智能化改造取得重要的階段性成果。


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