WAN IoT 连接的下一步是什么？

与传统的连接消费设备相比，企业物联网的三个主要硬件特征是：低功耗、小设备尺寸和小数据包。为了满足这些独特的要求，物联网需要一套新的连接技术，这些技术并不专注于网络的不间断连接和更高的语音、视频和浏览带宽。进入低功耗广域网 (LPWAN)，从 2010 年左右的第一波 Sigfox 和 Cycleo（LoRa 调制 IP 背后的公司）开始，使用未经许可的频谱，并继续 3GPP 对 NB-IoT 和 LTE-M 的标准化2016 年在许可频谱上。

虽然 LPWAN 在过去几年中取得了巨大的增长，但它们也面临着挑战。

首先，由于技术提供商和企业希望了解 LPWAN 的相对优缺点，以及评估与实际性能相关的声称属性，物联网可用的连接技术的数量已经形成了一个泥潭。泥潭是造成许多废弃的概念证明、对物联网功能缺乏信心的原因，而且至关重要的是，采用速度慢于预期。

其次，LPWAN 仍处于不断变化的状态：没有一个已成为一个易于定义的角色，并且正在以新标准和指南的形式进行实验和技术改进。

本文概述了目前的 LPWAN 市场：技术、应用程序和生态系统动态，归根结底，它们是网络成功的基础。

物联网连接的演变。。（来源：ABI 研究）

未经许可的 LPWAN

Sigfox 和 LoRaWAN 是该领域中最知名和采用的技术，尽管还有其他技术存在。这些技术在亚千兆赫兹非授权 ISM 频谱上运行，这使它们能够实现远程覆盖和高穿透能力。从理论上讲，频谱的免许可性质意味着可以将连接价格保持在较低水平——这对于计算投资回报率至关重要。

不利的一面是，与加密许可网络相比，ISM 频谱受制于更多的占空比限制、较低的服务级别（例如保证消息接收）和较低的安全性。由于在蜂窝网络之前进入物联网市场，未经许可的 LPWAN 被认为具有先发优势，但它们越来越不得不证明自己在物联网中的角色和利基市场是合理的。

Sigfox Sigfox 与其他主流 LPWAN 技术相比，具有最长的覆盖范围、最高的穿透能力和最低的功耗。它的目的始终是使生态系统能够构建最小和成本最低的连接设备，传输极小的数据包——上行链路上最多 12 个字节——主要是在一个方向上，从传感器到云。

该公司还通过其商业模式与众不同：它向全国知名的 Sigfox 运营商销售网络硬件和云，而后者自己则向最终客户销售连接。通过为其运营商提供网络硬件，Sigfox 保留了对全球网络参数的控制权。这带来了另外两个主要优势——即，它能够创建一个用于漫游的单一全球网络，因此，硬件设计非常简单。它的优势使它赢得了资产跟踪、计量和安全警报等方面的高调合同。

尽管如此，很少有人对 Sigfox 于 2022 年 1 月被接管的消息感到震惊。它在 2020 年亏损，其南非网络在 2021 年进入波涛汹涌的水域，很少有人对其设备价格越来越低的预测深信不疑：1 美元按钮而且——在其被接管的消息传出前一周——电池寿命为 13 年的 0.30 美元的示踪剂似乎比现实更具营销性。它还难以证明其每年 10 欧元的连接价格是合理的，从根本上说，与许可网络相比，数据量非常小且服务水平较低，而其他 LPWAN 的价格则大幅下降。在撰写本文时，它的未来还不确定。

LoRaWAN 由 Semtech（协议 IP 的所有者）和 LoRa 联盟（生态系统和技术推动者）推动，LoRaWAN 旨在开发具有比 Sigfox 更高的数据包大小和吞吐率（243 字节和 50 kbits/ s) 并具有完全双向通信和无限消息。在过去几年中，连接在网络上的设备数量呈指数级增长，这得益于强大的市场教育，生态系统日益健康。

该生态系统还有两个优势。首先，Semtech为人们提供他们想要的东西。这方面的两个例子是 2020 年的 LR1110 芯片，它被证明取得了巨大的成功，以及 Semtech 在同年对远程跳频扩频 (LR-FHSS) 的额外支持——我最近将其描述为“Sigfox on steroids ” — 支持更广泛的传输类型、更高的渗透率、更高的设备密度和非地面网络（NTN，又名卫星）。其次，Semtech 积极参与新举措。最近值得注意的例子包括以人为本的快速增长的 Helium、Amazon Sidewalk以及与低地球轨道 (LEO) 卫星公司的广泛合作。

然而，LoRaWAN 在寻找安全港时并非一帆风顺。随着蜂窝 LPWAN 的流行，它的受欢迎程度可能会减弱——正如布伊格电信宣布在 2022 年 2 月末关闭其 Objenious LoRaWAN 网络以支持 NB-IoT 和 LTE-M 所示。LoRaWAN 似乎更多地转向专用网络部署，LoRaWAN 基础设施提供商 Kerlink 目前拥有其 80% 的部署。可以说，这就是 LoRaWAN 可以从其 LPWAN 竞争中脱颖而出的地方。

获得许可的蜂窝和 LPWAN

针对无牌照LPWAN网络，3GPP将NB-IoT和LTE-M标准化，以争夺有牌照的网络角落。许可网络的运行成本往往更高，因为电信公司希望通过购买国家频谱来收回投资成本，但也更安全，服务水平更高。最初，3GPP 加入 LPWAN 有点晚，正在追赶无牌网络，而电信公司制定了他们的部署和货币化策略，并试图从头开始构建一个生态系统。物联网的蜂窝网络面临着许多挑战：漫游协议挑战、定价模型、支持小型部署的能力以及对技术能力的理解只是其中的一小部分。然而，随着生态系统的成熟，这些问题正在得到解决，加速采用。

LTE-M/NB-IoT 与未经许可的网络相比，这些技术允许小数据有效负载和更高的数据吞吐量速度。NB-IoT 往往主要用于需要非常小的数据传输的固定或小移动传感器。由于缺乏对信号塔切换的支持，它通常被认为不太适合实时资产跟踪等移动应用程序。NB-IoT 和 LTE-M 都支持扩展不连续接收 (eDRX) 和省电模式 (PSM)，使这些技术的功耗非常低。

客户通常会被蜂窝网络带来的高服务水平所吸引。这些包括消息接收保证、干扰保护、网络安全、双向通信、一旦电信实现其部署策略后的广泛覆盖、强大的硬件开发人员社区、强大的地理定位开发人员社区以及“面向未来”，如 LTE-M 和 NB -物联网已写入5G标准。

当前一个突出的用例是 LTE-M 上的资产跟踪，但这些技术对于任何类型的低功耗连接传感器设备都很流行。随着定价和漫游的确定，这些技术已成为物联网中增长最快的机会。

2G/ 3G 这些“传统”网络对于物联网仍然非常有用。当需要高移动性时，提供 LTE-M/NB-IoT 并回退到 2G/3G 的模块并不少见。2G/3G 具有全球覆盖的优势，这是 NB-IoT 和 LTE-M 尚未具备的状态，因为在全球部署新基础设施的成本很高，这需要更有选择性和分阶段的方法。然而，2G/3G 网络正在接近日落（尽管在某些情况下不会持续数年）；一种流行的替代方案可能是 Cat-1，因为它能够利用现有的 4G/LTE 基础设施。

紧跟

上述技术现在可以被认为是物联网中的主流。然而，这并不意味着我们处于物联网网络和连接性发展的终点。还有两项值得注意。

Mioty 由 BehrTech 授权的无牌网络Mioty已经在其主流竞争对手中赢得了多个合同，技术能力远超市场上任何其他 LPWAN。范围、渗透、支持丢包的能力、传感器移动性、传感器密度——Mioty 在所有这些方面都处于领先地位。虽然它目前缺乏全球覆盖和开发者生态系统来支持它并成为一个长期的商业选择，但 Mioty 的发展轨迹值得关注。

卫星 新的连接前沿是空间。许多公司已经进入了连接远程设备的 LEO 市场，并且在 2021 年下半年，卫星发射的规模有所扩大。存在许多不同的方法，例如通过网关到卫星的 LoRaWAN 或 NB-IoT，或直接低功耗传感器到卫星。值得关注的一项举措是 2022 年第一季度的 3GPP 第 17 版，该版本标准化了 NB-IoT 和 LTE-M 的扩展以用于 NTN。卫星用于低功耗连接的方式存在障碍，但从中期来看，这种方法应该会为物联网行业带来更多机会。

从根本上说，合适的连接选择因用例要求而异。“关键”或“大规模”、偏远或城市、固定或移动——这些只是指导选择的几个参数。寻求帮助以找到最适合您情况的方法。

作为ABI Research支持平台研究团队的一员，研究分析师 Tancred Taylor 专注于资产跟踪和可见性，包括设备的数据、趋势和预测分析；为新兴技术市场赋能的平台、网络和服务；以及物联网跟踪将实现的业务转型。Tancred 的覆盖范围涵盖许多行业，从建筑和重型设备到供应链和包裹和包裹。

审核编辑 黄昊宇