從2016年起，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）一直就是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的一個熱點。近日，物聯(lián)網(wǎng)研究機構(gòu)IoT Analytics發(fā)布的報告顯示，雖然物聯(lián)網(wǎng)市場受新冠疫情和芯片缺貨的雙重不利影響，但LPWAN仍然保持強勁增長。
根據(jù)IoT Analytics的監(jiān)測，在第二季度和第三季度多國因為疫情隔離的情況下，2020年支持LPWAN的設(shè)備激活數(shù)依然達到4.5億臺，同比增速為62%，尤其是在疫情防控和供應(yīng)鏈可視化發(fā)揮重要作用的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用增長迅速；預(yù)計2021年這一數(shù)字為6.6億，同比增長47%，5年后LPWAN連接數(shù)預(yù)計達到27億。
過去一年多時間，全球LPWAN領(lǐng)域發(fā)生了一些新的變化，IoT Analytics對其進行了總結(jié)。筆者結(jié)合國內(nèi)的實際，以及與國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)的交流，綜合IoT Analytics的觀點，從5個方面進行分析。
第一，“2+2”格局進一步穩(wěn)固，占據(jù)96%以上份額
過去幾年，經(jīng)過眾多技術(shù)的百家爭鳴，LPWAN領(lǐng)域最終有4類技術(shù)殺出重圍，分別為NB-IoT、LoRa、LTE-M(eMTC)和Sigfox。根據(jù)IoT Analytics的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用這4類技術(shù)的節(jié)點數(shù)占所有LPWAN節(jié)點的份額超過96%。
具體而言，NB-IoT以47%的份額領(lǐng)先；其次是LoRa，市場份額為36%；LTE-M為10%，Sigfox為3%。因此，這一格局基本上可以用“2+2”來形容，其中NB-IoT和LoRa具有明顯領(lǐng)先優(yōu)勢，占據(jù)83%的份額；LTE-M和Sigfox占據(jù)小額市場份額，剩余的技術(shù)非常分散，市場份額微不足道。
2020年年初，IoT Analytics監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2019年這4類技術(shù)所占市場份額為92%，2年后這一份額提升了2個百分點。不僅僅集中度提升了，結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯變化，NB-IoT躍升為LPWAN領(lǐng)域連接規(guī)模最大的技術(shù)。
今年9月份，IoT Analytics監(jiān)測的2021年前半年的數(shù)據(jù)顯示，NB-IoT和LTE-M的連接總數(shù)占LPWAN連接總數(shù)的54%，首次超過非授權(quán)頻譜技術(shù)，其中一個關(guān)鍵因素是2021年前6個月，NB-IoT連接數(shù)實現(xiàn)了75%的高速增長，僅僅NB-IoT連接數(shù)就占據(jù)LPWAN連接數(shù)44%的份額。而由于NB-IoT繼續(xù)高速增長，預(yù)計到2021年底其市場份額達到47%。
LPWAN最終形成“2+2”格局，其背后是生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營發(fā)揮作用的結(jié)果。這4類技術(shù)尤其是前2類，擁有豐富的生態(tài)系統(tǒng)成員，得到大量領(lǐng)先企業(yè)支持，既有主流運營商，又有設(shè)備商巨頭，使得客戶選擇范圍更廣。
IoT Analytics預(yù)計，未來五年，NB-IoT和LoRa將繼續(xù)主導(dǎo)LPWAN市場，LTE-M和Sigfox分別位居第三和第四位，而且這2類技術(shù)不可能超越NB-IoT和LoRa。其他LPWAN技術(shù)，如Weightless和RPMA等將繼續(xù)存在。近年來也不乏大量新進入者，其開發(fā)的新技術(shù)對于某些垂直應(yīng)用來說，可以作為主流技術(shù)的替代方案，但它們似乎不會在未來幾年威脅到市場領(lǐng)導(dǎo)者。
第二，中國市場規(guī)模依然最大，但全球市場正在發(fā)生一些變化
毋庸置疑，中國市場上的LPWAN連接數(shù)依然占據(jù)全球大多數(shù)份額。而國內(nèi)對于數(shù)字經(jīng)濟的高度關(guān)注重視，也在不斷驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的快速擴大。國家“十四五”規(guī)劃綱要中，將“加快數(shù)字化發(fā)展，建設(shè)數(shù)字中國”單獨成篇，并提出“推動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展，打造支持固移融合、寬窄結(jié)合的物聯(lián)接入能力”，這些政策保障了未來5年中國物聯(lián)網(wǎng)市場應(yīng)用保持全球領(lǐng)先。
就LPWAN來說，中國的很多行業(yè)數(shù)字化工作比其他國家更加廣泛地采用LPWAN，過去幾年，中國已經(jīng)成為LPWAN市場中最大的應(yīng)用者，擁有的NB-IoT和LoRa連接節(jié)點最多。根據(jù)IoT Analytics的最新預(yù)測，2020年，中國的LPWAN連接數(shù)占全球總數(shù)的80%，到2021年底依然能達到76%。
然而，國際形勢的變化，使得LPWAN技術(shù)的全球應(yīng)用也發(fā)生了微妙變化。一方面，雖然NB-IoT得到全球主流運營商的認可，但仍有大量海外運營商選擇部署LTE-M網(wǎng)絡(luò)；另一方面，由于NB-IoT不斷成熟和成本降低，非授權(quán)頻譜LPWAN技術(shù)在中國的市場開始放緩。
例如，IoT Analytics注意到，Semtech在2021年的一次財報電話會議中表示，盡管其目前與LoRa相關(guān)的收入中有近50%來自中國，但未來市場可能會發(fā)生一些變化，21%的潛在收入來自中國，而70%來自歐洲和美洲。
第三，智能表計依然是LPWAN最大應(yīng)用場景，而疫情使其滲透率進一步提升
水表、燃氣表等智能表計是LPWAN市場中最早、也是迄今為止最大的應(yīng)用場景，在中國和全球都不例外。IoT Analytics列舉了過去的兩年中已經(jīng)啟動或完成了幾個LPWAN連接的大型智能表計項目：
在歐洲，意大利、瑞典、立陶宛和荷蘭等國家分別安裝了超過100萬或更多通過NB-IoT或LTE-M連接的電表和煤氣表。
法國Birdz公司是威立雅集團旗下的供水網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理解決方案供應(yīng)商，除了已經(jīng)投入使用的300萬個智能水表外，該公司將在未來十年內(nèi)連接法國各地300萬個LoRa智能水表。
2020年中國電信宣稱已有超過2000萬個智能水表和超過2500萬個燃氣表連接到其全國性的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)中。近期，中國電信更新了NB-IoT數(shù)據(jù)，智能燃氣表連接規(guī)模超過4200萬，智能水務(wù)連接規(guī)模超過3200萬，兩項均位居全球第一。
在沙特阿拉伯，一個超過500萬規(guī)模的NB-IoT智能電表項目正在進行中。
在日本，NICIGAS通過Sigfox技術(shù)已經(jīng)完成了對85萬個燃氣表的改造。
2020年期間，各大物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商稱，各類與抗擊疫情相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求實現(xiàn)激增，尤其是涉及控制病毒傳播措施和提供供應(yīng)鏈可視化的應(yīng)用，前者如消毒、清潔管理，后者如食品醫(yī)療冷鏈監(jiān)控。舉例來說，NB-IoT門磁就在疫情中發(fā)揮了重大作用，助力隔離場所自動化管理，多家NB-IoT門磁廠商一直處于供不應(yīng)求或賣斷貨的狀態(tài)。
雖然智能表計是LPWAN最大的市場，但近年來國內(nèi)外廠商也在努力開拓新的領(lǐng)域。從國內(nèi)市場來看，除了水表、燃氣表外，消防、白電、追蹤器等領(lǐng)域也是進一步拓展的方向。
第四，從長遠來看，低功耗衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接可能會改變游戲規(guī)則
在過去的幾年里，多家新的衛(wèi)星初創(chuàng)公司已經(jīng)宣布推出基于衛(wèi)星的新型物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有望大大降低傳統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)的成本和能耗。這些衛(wèi)星通信系統(tǒng)要么利用新的物聯(lián)網(wǎng)空口協(xié)議，要么利用現(xiàn)有的LPWAN技術(shù)，如LoRa或NB-IoT，為全球各地的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和在軌衛(wèi)星之間提供直接通信，可以被視為低功耗廣域網(wǎng)市場的一部分。
雖然大多數(shù)供應(yīng)商仍處于早期市場階段，很多還處于技術(shù)試驗和衛(wèi)星發(fā)射階段，但少數(shù)供應(yīng)商已經(jīng)推出了商業(yè)解決方案。當然，這些方案通常僅限于特定客戶或特定地理區(qū)域，例如Astrocast、Myriota和Swarm Technologies（后被SpaceX收購）。
IoT Analytics認為，低功耗衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還未得到驗證，因此該連接市場將需要幾年時間才能啟動。另外，大多數(shù)供應(yīng)商都在推出自己的專有解決方案，而不是就特定標準達成一致。但是，這些方案已經(jīng)實現(xiàn)了傳統(tǒng)衛(wèi)星解決方案成本大幅下降，能夠低成本實現(xiàn)無處不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋的承諾，后續(xù)在本世紀20年代或30年代下半葉會成為一股重要的市場力量。
當然，在筆者看來，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)不會成為地面LPWAN的替代者，而是和地面LPWAN更好的融合，以其無處不在的覆蓋補充地面網(wǎng)絡(luò)的不足和斷點。目前，5G相關(guān)標準演進以及6G標準研究中，都將空天地一體化網(wǎng)絡(luò)融合作為重點研究方向，可見衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)在長遠來看也將成為物聯(lián)網(wǎng)的主力之一。
第五，2G/3G遷移轉(zhuǎn)網(wǎng)帶來機遇，但并非按期望的路徑進展
2G/3G遷移轉(zhuǎn)網(wǎng)給LPWAN帶來新的機遇，畢竟此前用戶沒有選擇，而現(xiàn)在有更合適的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。全球多家運營商已啟動了2G/3G退網(wǎng)計劃，尤其是3G網(wǎng)絡(luò)退網(wǎng)速度更快。在中國，2020年5月工信部發(fā)布的25號文，開啟了2G/3G遷移轉(zhuǎn)網(wǎng)的序幕，隨后運營商快速跟進，如中國移動明確2020年底不再發(fā)展2G物聯(lián)網(wǎng)用戶。
然而，2G/3G退網(wǎng)并未帶來預(yù)期中LPWAN的快速承接，在很多地區(qū)，這種遷移速度慢于預(yù)期。
一方面，由于2G網(wǎng)絡(luò)“根深蒂固”，提供了近30年服務(wù)，還在承載著很多語音用戶和物聯(lián)網(wǎng)用戶，如中國移動目前擁有超過9億的物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)，其中超過半數(shù)由2G網(wǎng)絡(luò)承載，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生命周期很長，在這種情況下，2G只能緩慢退出。部分海外運營商預(yù)計2G網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)服務(wù)多年，有些甚至預(yù)計2030年才能退出服務(wù)。另一方面，LTE Cat.1近兩年快速崛起，借助廣泛的4G網(wǎng)絡(luò)以及低成本的優(yōu)勢，承接了大量2G/3G退服的物聯(lián)網(wǎng)連接，在一定程度上間接對LPWAN形成替代。
即將過去的2021年，LTE Cat.1的關(guān)注度已遠遠超過NB-IoT，成為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)增長的主要力量。
當然，LPWAN一直保持著兩位數(shù)的增速，依然是物聯(lián)網(wǎng)市場最值得關(guān)注的領(lǐng)域之一，作為目前最簡單、最低成本的廣域物聯(lián)網(wǎng)方案，正在為大量行業(yè)帶來數(shù)字化機會。這個市場不乏創(chuàng)新者，也不會形成贏家通吃的格局。雖然NB-IoT進一步鞏固其領(lǐng)先地位，但LoRa、Sigfox等非授權(quán)頻譜技術(shù)也在展示其對市場需求的快速反應(yīng)和服務(wù)客戶的能力，共同推動物聯(lián)網(wǎng)市場的繁榮。
