如果你經(jīng)常關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)的話,物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,你不會錯過一個新類別物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)運營商的出現(xiàn),這些運營商都在競相為應(yīng)用提供低功耗廣域(LPWA)覆蓋。法國公司Sigfox是這些LPWA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司中最引人注目的一家,因為其支持者包括Orange和西班牙電信(Telefonica)。但是還有很多別的LPWA公司,包括LoRa、Qowisio、Nwave、Ingenu、Telensa和Rajant。甚至關(guān)于此還有一個專門的協(xié)會——無線物聯(lián)網(wǎng)論壇(Wireless IoT Forum)。
“LPWA”的興起,得益于最近幾年物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展。大家知道,萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)是利用通信技術(shù)把人與物、物與物連接,我們比較熟悉的通信技術(shù)包括WIFI、藍牙、ZigBee等短距離無線通信技術(shù)和2G、3G、4G/LTE等移動蜂窩通信技術(shù)(在此暫不討論工業(yè)總線、以太網(wǎng)、光纖等有線通信技術(shù))。
Ovum首席研究官Mark Newman表示,這一類型公司的快速崛起在很多層面來說是很有意思的。首先,它代表著對主導(dǎo)一部分價值鏈的移動運營商的一種挑戰(zhàn),這指的是運營商認為他們可以通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)產(chǎn)生收入的部分。其次,LPWA技術(shù)和運營商的浪潮正值全球移動行業(yè)處于將5G技術(shù)誘導(dǎo)進入物聯(lián)網(wǎng)市場機會的過程中。第三,LPWA的無線能力和低成本意味著,將覆蓋擴展到那些無法被目前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的部分地方,將會是有可能的。
LPWA為何出現(xiàn)?
短距離通信技術(shù)一般用于智能家居、工業(yè)數(shù)據(jù)采集等局域網(wǎng)通信場景,其優(yōu)勢是部署成本低、功耗低、傳輸速率高,但劣勢也很明顯---傳輸距離短(一般幾十米以內(nèi))。而隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增多、設(shè)備的類型及應(yīng)用場景更加豐富,越來越多的設(shè)備需要廣范圍、遠距離的連接,如遠程控制、物流追蹤等。你會問,不是還有移動蜂窩通信技術(shù)嗎?
的確,目前全球電信運營商已經(jīng)構(gòu)建了覆蓋全球的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò),我們驕傲的華為公司已經(jīng)讓喜馬拉雅山上都有了手機信號。而且現(xiàn)在的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)除了主要滿足我們?nèi)伺c人間打電話、發(fā)短信、刷朋友圈(接入互聯(lián)網(wǎng))以外,也越來越多的開始承載如遠程抄表、車聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。然而2G、3G、4G等蜂窩網(wǎng)絡(luò)雖然覆蓋距離廣,但基于移動蜂窩通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有功耗大、成本高等劣勢。當(dāng)初設(shè)計移動蜂窩通信技術(shù)主要是用于人與人的通信。根據(jù)權(quán)威的分析報告,當(dāng)前全球真正承載在移動蜂窩網(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,主要原因在于當(dāng)前移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)的承載能力不足以支撐物與物的連接。
因此,為滿足越來越多遠距離物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接需求,LPWA應(yīng)運而生。LPWAN(Low Power Wide Area Network),低功耗廣域網(wǎng)絡(luò),專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計。正如短距離無線網(wǎng)絡(luò)包含WIFI、藍牙、ZigBee等多種技術(shù),LPWA也包含多種技術(shù),如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由于是“廣域”網(wǎng)絡(luò),因此必然會涉及網(wǎng)絡(luò)運營。所以LPWA網(wǎng)絡(luò)一般是由電信運營商或?qū)iT的物聯(lián)網(wǎng)運營商部署,由于LPWA網(wǎng)絡(luò)連接的基本都是“物”,因此通常也叫“物聯(lián)網(wǎng)專用網(wǎng)絡(luò)”。
為何選擇LPWA?
LPWA有“遠距離通信”、“低速率數(shù)據(jù)傳輸”和“功耗低”三大特點,因此非常適合那些遠距離傳輸、通信數(shù)據(jù)量很少、需電池供電長久運行的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通常只需要傳輸很少量的數(shù)據(jù),如工業(yè)生產(chǎn)車間中控制開關(guān)的傳感器,只有當(dāng)開關(guān)異常時才會產(chǎn)生數(shù)據(jù),而這些設(shè)備一般耗電量很小,通過電池供電就可工作很久。
LPWA最適合兩類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用:一類是位置固定的、密度相對集中的場景,如樓宇里面的智能水表、倉儲管理或其他設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),雖然現(xiàn)在蜂窩網(wǎng)絡(luò)已應(yīng)用于這些領(lǐng)域,但信號穿透問題一直是其短板;另一類是長距離的,需要電池供電的應(yīng)用,如智能停車、資產(chǎn)追蹤和地質(zhì)水文監(jiān)測等,蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用,但無法解決高功耗問題。
對于部署物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)來說,選擇LPWA的一個重要原因就是部署的低成本。大家都知道智能家居應(yīng)用、智能硬件的主流通信技術(shù)是WIFI,因為WIFI的模塊成本比較低,有些有“互聯(lián)網(wǎng)思維”的模塊提供商已經(jīng)將WIFI模塊的價格降到了10元以內(nèi)。但支持WIFI的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常還需無線路由器或無線AP做網(wǎng)絡(luò)接入、或只能做局域網(wǎng)通信。而如果選擇蜂窩通信技術(shù),對于企業(yè)來說部署成本太高,國產(chǎn)最普通的2G通信模塊也要30RMB起,而4G通信模塊則要200RMB起。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,雖然國內(nèi)已經(jīng)如雨后春筍般出現(xiàn)了一堆做蜂窩通信模塊的廠商,但穩(wěn)定性方面、加上現(xiàn)有蜂窩通信技術(shù)的高功耗、高成本的硬傷,還是不如LPWA更有優(yōu)勢。華為11月份公布的NB-IOT發(fā)展計劃,聲稱要將LPWA通信模塊成本降至5美元以下。相信未來低功耗廣域的應(yīng)用場景中,企業(yè)還是會優(yōu)先選擇LPWA。