自2016年NB-IoT核心标準凍結之後，關于低功耗廣域網技術（LPWAN）的(de)討(tǎo)論迅速增多(duō)，市場(chǎng)熱(rè)度不斷升溫。在我國，除了(le)三大(dà)運營商鼎立支持的(de)NB-IoT和(hé)eMTC，早幾年已經進入國外市場(chǎng)應用(yòng)的(de)LoRa也(yě)從一種小衆技術迅速進入到人(rén)們的(de)視野當中。

不過，不同的(de)技術流派可(kě)能給應用(yòng)企業帶來(lái)困擾：NB-IoT、eMTC和(hé)LoRa各自的(de)技術特點到底是什(shén)麽，有何優劣勢？我的(de)産品需要采用(yòng)LPWAN技術嗎，又該選擇哪一種？LPWAN技術最有可(kě)能在哪個(gè)應用(yòng)上爆發？

芯片年出貨量超1000萬片，LoRa究竟有何神通(tōng)？

相比最近兩年才推出的(de)NB-IoT，LoRa在國外已經有了(le)廣泛的(de)應用(yòng)。Semtech業務拓展總監楊柳博士在一場(chǎng)LPWAN研討(tǎo)會上表示，經過5年的(de)發展，LoRa在全世界各大(dà)洲已經建成了(le)46個(gè)公網、350個(gè)試驗網，一年的(de)芯片出貨量超過1000萬片。

楊柳博士指出，與NB-IoT等新型蜂窩技術相比，LoRa最大(dà)的(de)技術特點是采用(yòng)了(le)線性擴頻(pín)技術，能在噪聲以下(xià)的(de)20db接收到信号，因此可(kě)以有效地在低速率低功耗的(de)情況下(xià)進行遠(yuǎn)距離傳輸。根據Semtech與思科在美(měi)國合作的(de)測試數據顯示，LoRa在無遮擋情況下(xià)的(de)傳輸距離能達到50公裏。

其次，LoRa的(de)功耗比NB-IoT更低。其原因在于LoRa的(de)協議(yì)層更加簡單，而且其無線模塊的(de)最高(gāo)功率和(hé)平均功率的(de)比率低，電路設計效率高(gāo)。LoRa在深度睡(shuì)眠的(de)情況下(xià)電流少于2uA，等待狀态是2mA，接收狀态少于10mA，發射功率0.1w，這(zhè)大(dà)大(dà)延長(cháng)了(le)電池的(de)使用(yòng)壽命。

最後，LoRa的(de)網絡部署更加靈活，可(kě)以實現按需部署。楊柳博士表示，LoRa的(de)基站和(hé)路由器可(kě)以做(zuò)到非常小，并在現場(chǎng)展示了(le)用(yòng)手掌托著(zhe)的(de)微型基站和(hé)隻有普通(tōng)路由器大(dà)小的(de)室内網關，這(zhè)與人(rén)們印象中矗立在山上有如高(gāo)塔般大(dà)小的(de)基站大(dà)相徑庭。小體積還(hái)降低了(le)基站的(de)成本，可(kě)以做(zuò)到100美(měi)金的(de)價格。通(tōng)過小基站和(hé)微型基站可(kě)以實現網絡更深度的(de)覆蓋，這(zhè)在某些現實的(de)環境裏面很适用(yòng)。

1圖：LoRa的(de)技術特點

瑞興恒方網絡(深圳)有限公司副總經理(lǐ)謝利超對(duì)此進一步補充道，在某些應用(yòng)場(chǎng)景裏面，基站的(de)密度無法實現物(wù)聯網網絡的(de)全覆蓋。例如LPWAN在燃氣表的(de)應用(yòng)中，很多(duō)燃氣表都放置在鐵箱子裏面，屬于信号屏蔽的(de)環境。這(zhè)個(gè)時(shí)候基站的(de)密度絕不是大(dà)家宣傳的(de)十公裏或者幾公裏，很可(kě)能是五六百米。與此類似的(de)還(hái)有LPWAN在電梯的(de)應用(yòng)，基站密度要達到200米。又比如在深圳的(de)城(chéng)中村(cūn)裏面，根本沒有蜂窩網絡的(de)覆蓋，這(zhè)個(gè)時(shí)候想要實現物(wù)聯網的(de)應用(yòng)，就需要根據節點的(de)數量和(hé)位置靈活部署小基站/微型基站。在這(zhè)些應用(yòng)場(chǎng)景中，LoRa網絡部署的(de)靈活性得(de)以體現。

謝利超還(hái)提到了(le)當下(xià)LoRa面臨的(de)一些挑戰。第一，處于免授權頻(pín)段，頻(pín)率污染較爲嚴重、私有化(huà)網絡較多(duō)、安全性較差；第二，網絡的(de)建設和(hé)維護難、成本高(gāo)，特别是對(duì)于小企業和(hé)普通(tōng)消費者；第三，物(wù)聯網碎片化(huà)嚴重，無線模塊需要定制化(huà)；第四，缺乏運營商的(de)支持，難以實現城(chéng)市級的(de)網絡覆蓋。

針對(duì)網絡建設難的(de)問題，國内已經有專業的(de)LoRa物(wù)聯網運營商出現。例如杭州羅萬信息科技有限公司，提供包括LoRa網關、雲平台和(hé)自建基站的(de)LoRa系統級解決方案，并應用(yòng)在無線煙(yān)感、水(shuǐ)電氣表等産品中。

2圖：杭州羅萬信息科技有限公司基于LoRa的(de)消防物(wù)聯網解決方案

此外，2017年5月(yuè)，中國科學院計算(suàn)機網絡信息中心（CNIC）宣布LoPo-IoT已實現在廣州南(nán)沙區(qū)803平方公裏的(de)網絡覆蓋。廣州中國科學院計算(suàn)機網絡信息中心副總工程師黃(huáng)開德表示，LoPo-IoT是基于LoRa的(de)一種LPWAN技術，數據接入國家物(wù)聯網标識平台，保證了(le)數據的(de)唯一性和(hé)安全性，在醫療健康、資産追蹤等領域有廣泛的(de)應用(yòng)市場(chǎng)。

1圖：CNIC目前已建成118個(gè)基站，基本實現廣州南(nán)沙區(qū)的(de)網絡全覆蓋

模組廠商、運營商積極布局，明(míng)年或實現NB-IoT規模商用(yòng)

NB-IoT技術很新，2016年核心标準凍結至今不過兩年時(shí)間。但運營商對(duì)NB-IoT卻并不陌生，因爲它從本質上還(hái)是一種标準化(huà)的(de)蜂窩技術，運營商不必爲此重新布置站點，完全可(kě)以在已有基站基礎上實現快(kuài)速部署，因而得(de)到三大(dà)運營商的(de)大(dà)力支持。

“在未來(lái)物(wù)聯網的(de)應用(yòng)中，大(dà)部分(fēn)的(de)設備隻需要傳輸很少的(de)數據，因此NB-IoT将會是低速物(wù)聯網設備的(de)最佳選擇，基于此，國内的(de)運營商都在積極的(de)部署NB-IoT網絡。”上海聯通(tōng)的(de)物(wù)聯網運營中心技術總監沈洲表示。

沈洲說道，上海聯通(tōng)可(kě)以說采用(yòng)了(le)非常激進的(de)态度來(lái)推動NB-IoT的(de)發展：2015年7月(yuè)，首先開始樣本測試；2016年，率先在迪士尼樂(yuè)園提供NB-IoT的(de)物(wù)聯網應用(yòng)體驗；2017年5月(yuè)，實現了(le)上海NB-IoT網絡的(de)全覆蓋。而到了(le)現在，NB-IoT已經處于爆發期。上海聯通(tōng)在與政府的(de)溝通(tōng)中，發現他(tā)們在智慧城(chéng)市方面有非常大(dà)的(de)需求。智能停車、智能煙(yān)感、智慧路燈、水(shuǐ)表氣表等很有可(kě)能率先實現規模商用(yòng)化(huà)。

目前來(lái)看，阻礙NB-IoT 發展的(de)最大(dà)的(de)問題還(hái)是成本。“從我們了(le)解的(de)情況來(lái)看， NB-IoT模塊在年初的(de)成本是100元，現在可(kě)以降到60-70元左右，但仍然比2G模塊20-30元的(de)價格高(gāo)出許多(duō)，這(zhè)不利于NB-IoT的(de)普及。” 沈洲說道。

那麽目前NB-IoT模組到底發展到了(le)什(shén)麽程度？在上周的(de)物(wù)聯網展上，龍尚、中興物(wù)聯、Simcom、美(měi)格、有方、Telit、Ublox、骐俊等主流NB-IoT廠家都有參展，讓我們來(lái)看看他(tā)們怎麽說。

龍尚科技的(de)現場(chǎng)工作人(rén)員(yuán)指出，當下(xià)幾乎所有主流模組廠商的(de)NB-IoT模塊均未實現量産。2017年龍尚推出基于高(gāo)通(tōng)芯片的(de)NB-IoT/eTMC/GPRS多(duō)模模組A9500，至今出貨量有一萬多(duō)套，但主要還(hái)是給客戶測試或者應用(yòng)試點使用(yòng)。應用(yòng)場(chǎng)景包括遠(yuǎn)程抄表、智能停車、智能路燈、環境監測、智慧農業、畜牧養殖灌溉、智能垃圾箱等智慧城(chéng)市領域。預計今年9月(yuè)份，龍尚将推出NB-IoT單模的(de)A9600模組。

3圖：龍尚A9500開發闆

6圖：龍尚無線通(tōng)訊模組

中興物(wù)聯目前隻有一款NB-IoT模組ME3612，采用(yòng)高(gāo)通(tōng)的(de)MDM9206芯片。中興物(wù)聯的(de)現場(chǎng)工作人(rén)員(yuán)介紹，ME3612模組已經實現了(le)小規模量産，在智能井蓋、智能路燈、智能消防栓、共享單車等有試點性應用(yòng)。據傳今年9月(yuè)份，中興物(wù)聯會推出NB-IoT商用(yòng)芯片RoseFinch7100（朱雀7100），與華爲、高(gāo)通(tōng)在NB-IoT芯片市場(chǎng)一決高(gāo)下(xià)。

4圖：中興物(wù)聯在江西的(de)NB-IoT智慧地井監測系統

值得(de)一提的(de)是，出貨量名列前茅的(de)移遠(yuǎn)并未參展，反倒是與其頗有淵源的(de)移柯帶來(lái)基于高(gāo)通(tōng)MDM9206芯片的(de)L700無線模組參展。由于L700剛發布不久，其出貨量并不大(dà)。此外，骐俊也(yě)展示了(le)ML3500 NB-IoT無線通(tōng)信模組，不過仍處于測試研發階段，預計今年内推出。

5圖：骐俊NB-IoT無線通(tōng)信模組ML3500

7圖：芯訊通(tōng)無線通(tōng)信模組

8圖：有方無線通(tōng)信模組

共享單車or智能鎖，哪一個(gè)将是LPWAN爆發級的(de)應用(yòng)

從技術特點來(lái)看，LoRa、NB-IoT、eMTC都具備低功耗、低成本、廣覆蓋、大(dà)連接等特點。那麽，對(duì)于應用(yòng)企業來(lái)說，該如何選擇LPWAN技術？

芯訊通(tōng)無線科技有限公司産品總監趙明(míng)女(nǚ)士指出，用(yòng)戶應該根據自己的(de)需求，根據産品特性和(hé)應用(yòng)場(chǎng)景來(lái)選擇合适的(de)技術。上海聯通(tōng)的(de)沈洲也(yě)表達了(le)相似的(de)觀點：“我們沒有強迫用(yòng)戶使用(yòng)NB-IoT，如果是井蓋、水(shuǐ)電表等對(duì)低功耗要求極高(gāo)的(de)産品，可(kě)以選擇NB-IoT；如果是爲了(le)低成本和(hé)低流量，建議(yì)先使用(yòng)2G模塊，等NB-IoT和(hé)eMTC規模商用(yòng)後再選擇也(yě)不遲。”

瑞興恒方的(de)謝利超則從技術的(de)層面分(fēn)析， 一般的(de)LPWAN技術通(tōng)過限制帶寬的(de)方式來(lái)提升靈敏度，例如NB-IoT就限制了(le)上行帶寬。而LoRa無需如此，其特有的(de)線性擴頻(pín)技術保證了(le)上下(xià)行帶寬對(duì)稱。如果需要真正的(de)雙向通(tōng)信，如電網監控，LoRa可(kě)能是更好的(de)選擇。

随著(zhe)LPWAN技術的(de)普及，出現了(le)很多(duō)除了(le)傳統的(de)井蓋、水(shuǐ)/電/氣表、路燈、煙(yān)感之外的(de)産品，表明(míng)LPWAN已經吹響了(le)取代一部分(fēn)2G/BT/WiFi市場(chǎng)的(de)号角。例如福建的(de)一家企業推出了(le)NB-IoT心率帶，把傳統的(de)藍牙演進到NB-IoT傳輸。又比如當下(xià)最爲火爆的(de)共享單車市場(chǎng)，前幾個(gè)月(yuè)ofo單車和(hé)中國電信、華爲合作推出NB-IoT共享單車。高(gāo)通(tōng)也(yě)宣布計劃與中國移動及摩拜單車展開合作，啓動中國首個(gè)eMTC/NB-IoT/GSM（LTE Cat M1/NB1和(hé)E-GPRS）多(duō)模外場(chǎng)測試。

據悉，芯訊通(tōng)是共享單車市場(chǎng)最大(dà)的(de)無線模塊供應商。趙明(míng)表示，LPWAN解決了(le)共享單車的(de)兩個(gè)問題。一是2G網絡的(de)連接數有限，局部地區(qū)如果有大(dà)量用(yòng)戶連接，存在網絡堵塞；二是電池續航時(shí)間有限。

但是，業界對(duì)于NB-IoT在共享單車的(de)應用(yòng)持謹慎态度。趙明(míng)表示，目前芯訊通(tōng)給共享單車供應的(de)仍是2G模塊， NB-IoT共享單車還(hái)處于試驗階段，模組廠商也(yě)在觀望。因爲NB-IoT不支持移動狀态下(xià)的(de)基站切換，導緻用(yòng)戶停車時(shí)有個(gè)斷網重連的(de)等待過程。相比之下(xià)，具備移動性的(de)eMTC更适合共享單車，爲ofo單車供貨的(de)龍尚科技也(yě)表達了(le)類似的(de)觀點。

當然，對(duì)于NB-IoT在共享單車的(de)應用(yòng)也(yě)不能一棒子打死。随著(zhe)NB-IoT的(de)技術發展，有可(kě)能解決上述問題。據悉，3GPP在Re-14中對(duì)NB-IoT進行了(le)一系列增強技術并于2017年6月(yuè)完成了(le)核心規範，其中就包括定位和(hé)移動性功能。以後，NB-IoT的(de)應用(yòng)可(kě)拓展至資産追蹤和(hé)可(kě)穿戴領域。

除了(le)共享單車，智能門鎖也(yě)可(kě)能是LPWAN下(xià)一個(gè)爆發級應用(yòng)。根據易觀智庫的(de)發布的(de)統計數據，2015年我國智能門鎖的(de)出貨量是200萬， 2016年達到400萬，預計2017年的(de)出貨量将會再翻一番，達到800萬。

沈洲指出，智能門鎖将會在今年年底、明(míng)年年初徹底爆發起來(lái)。LPWAN技術符合智能門鎖低功耗、低成本的(de)痛點需求，可(kě)幫助政府的(de)公租房(fáng)、青年公寓市場(chǎng)實現多(duō)功能的(de)管理(lǐ)。