联通物联网进军LoRa,NB-IoT和LoRa并非天生“冤家”!

By admin in 技术中心 on 2019年8月9日

2014 年 11
月,马化腾在“世界互联网大会”上提出腾讯要“连接一切”,要成为互联网连接器。

原标题:联通物联网进军LoRa,NB-IoT和LoRa并非天生“冤家”!

毫无疑问,连接一切的重任落在了微信身上。

betway必威官网,资料来源:C114、CLAAIoT

何为连接一切?

作者:iot101君

1.0 版本:连接人与人

物联网智库 原创

2.0 版本:连接人与服务

转载请注明来源和出处

2.5 版本:连接人与商业

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3.0 版本:连接人与物

导 读

人与人之间的连接,第一个版本的微信已经实现,目前,微信已经有超过 10
亿的日活用户,几乎每个有手机的中国人,已经被微信连接。

在LPWAN领域,一直有观点认为NB-IoT和LoRa是水火不容的两大阵营——移动、联通、电信三大运营商和华为、高通等通信巨头主导NB-IoT;物联网领域创新企业和阿里、腾讯等互联网公司支持LoRa。然而,技术领域哪有什么非黑即白?这不,就在9月1日,联通物联网公司、中兴克拉、Semtech举办联合发布会,三方共同宣布联通“LoRa连接管理平台”产品正式发布,并签署了战略合作协议。

人与服务的连接,也基本上通过服务号和微信内置的服务连接起来。这里所说的服务包括了内容。我们可以在微信里完成阅读、购物、娱乐等。

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人与商业的连接,一个层面是建立在服务上,另一个层面是建立支付手段上,从这个角度,微信也已经连接了商业。

在低功耗广域网(LPWAN)领域,一直有观点认为NB-IoT和LoRa是水火不容的两大阵营——移动、联通、电信三大运营商和华为、高通等通信巨头主导NB-IoT;物联网领域创新企业和阿里、腾讯等互联网公司支持LoRa。

然而,物仍然没被连接。

然而,技术领域哪有什么非黑即白?互联网企业可以将包括NB-IoT在内多种连接技术纳入到自己的平台体系之中,运营商同样也可能在基于非授权频谱的LoRa领域有所布局,最终目的都是为了促进物联网产业的繁荣与发展。

微信小程序

这不,就在9月1日,联通物联网公司、中兴克拉、Semtech举办联合发布会,三方共同宣布联通“LoRa连接管理平台”产品正式发布,并签署了战略合作协议。

2017 年 1 月 9 日,小程序正式发布。

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当时,张小龙对小程序的定义是:小程序希望用即用即走的方式激活线下的弱连接场景。

联通“LoRa连接管理平台”发布仪式

两年后的同一天,2019 年 1 月 9 日,张小龙在微信之夜足足讲了 4
个多小时,这是他自己有史以来最长的一次演讲,从微信的成长历史到产品的设计初心,以及对微信未来的展望,张小龙全景式的解读了有关微信的一切。

LoRa领域需要一个统一的管理平台

“对于小程序,我们的决心非常大,但我们并不急着说一下子就要做成它。因为它毕竟是一个生态,不是一个
To C 功能,所以我们有足够的耐心,慢慢的培育它。”

我们知道,以往广域网络的部署基本垄断在专业的通信企业手中,由于需要巨额投资、专有技术、专用设备、牌照等壁垒,将其他参与者排除在外。而相比成本和能耗较高的NB-IoT方案,用户不依靠运营商就可完成LoRa网络部署,不仅部署更快,成本更低,而且具有很强的灵活性。这种灵活性也给产业界带来更多的创新机会,使得大量分散化的企业可以参与到LoRa网络的运营中。

“所以现在看到越来越多的线下行业,已经用小程序来作为它和顾客的一个连接器,并且提高了效率,这都是特别好的案例。”

但是,就像我们在使用云盘等服务时并不需要自建服务器等基础设施而是直接使用互联网企业提供的服务,小型的LoRa网络运营商没有能力也无需自建专门的核心网、网管、计费系统等。这时,如果存在一个统一的管理平台,就能让中小企业部署LoRa网络的难度大大下降,从而起到加速LoRa生态的作用。

诚然,微信小程序承担了连接人与物的使命。

早在数年前,荷兰一个爱好者团队提供了一个名为TTN的LoRa网关简单接入平台,任何拥有LoRa网关但没有相关网络配置能力的爱好者均可在TTN平台注册,通过TTN提供的各类运维工具进行网络管理。今年年初,阿里云推出的LinkWan平台同样旨在搭建一个LoRa网络核心网和运营支撑平台,提供的基站与节点等设备接入,且有基站与终端的管理界面,用户可自主搭建LPWAN网络,自由搭配LPWAN终端产品和应用,形成完整解决方案。

小程序主推线下场景,除了带着腾讯“连接一切”的目的,“连接人与物”其实也迎合了挖掘线下流量的趋势,因为,线上流量红利期已过。

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线上流量红利期已过,线下流量亟待挖掘

图:TTN接入网关分布情况

微信已经走过了“7 年之痒”,来到了第 8 个年头,现已成了有 10
亿日活用户的产品。就连张小龙都认为这一次需要全面地讲一下微信背后的思考和总结,这也是为了更好地开启微信下一个
8 年。

此次联通的“LoRa连接管理平台”也是起到类似的作用,但是功能更加全面、强大,相当于一个为所有想搭建物联网网络的企业和个人提供落地加速赋能的工具。据悉,联通“LoRa连接管理平台”产品包括NetWork
Server、Join
Server和BOSS运营支撑系统,可管理接入符合双方认可的接口协议的LoRa网关和终端节点,具备上电后“即插即用”的能力。该产品旨在满足客户对LoRa连接管理平台的快速增长需求,提升客户生产、经营、服务能力,最终为客户带来新的商业价值和商业模式,促进企业的转型。

另外,App 的世界已经趋于饱和,我们几乎可以在 App
应用商店找到各种各样满足不同需求的 App,每个 App
都在互相竞争用户的时间,线上的竞争如此激烈,一个新网站或新
App,可能一年只能获得一个用户 10 秒的使用时间。

中兴克拉总经理刘建业补充到,此次与联通物联网开展平台级战略合作,将以开放合作,共创价值为核心,共同构建优质开放的物联网连接管理平台,基于该平台开展联合运营,共同推广物联网应用。中兴克拉提供LoRa物联网连接管理平台技术支撑、系列化网关以及LoRa物联网解决方案,通过平台的四大开放:开放芯片模组、开放终端接入、开放网关接入、开放平台对接,助力物联网应用规模发展;同时开放CLAA标准规范与接口开发,与更多产业链企业厂家构建紧密的物联网生态,持续拓展生态影响力。

移动互联网的流量红利逐步消失,线上已经没有太多流量空间,但线下依然有可连接的机会。在线上增长红利逐步消退之后,线下流量这一价值洼地,成为了新的必争之地。这意味着线下流量的争夺和精细化运营的时代正式开启。

未来,如果每个企业都可以购买LoRa网关并在自行配置后很快形成一个企业级物联网网络,那么“今天每个家庭都有WiFi网络,未来每个企业都有LoRa网络”的愿景也就不只是空想了。

纵观这些年发展势头迅猛的互联网企业,就会发现,整个互联网都延展向线下与实体经济的重度融合,比特世界和原子世界从未如此接近。

NB-IoT和LoRa并非是生来的“冤家”

微信作为使用频率最高的移动应用,起步于连接人与人通信的工具,而目前人与人的互联业务已趋于饱和,其战略已经向着连接人与物、物与物的连接器转变。作为社交平台,微信聚集了大量用户,基于社交做物联网生态能够更加有效地使这部分资源的价值得到更好地利用。

由于NB-IoT具备了面向运营商级网络的大量优势,不论是3GPP组织的国际标准制定,还是授权频谱选择,以及主流运营商和设备厂商的积极推动,都让其具备了部署一张全国广覆盖网络的技术和产业基础,以LoRa为代表的非授权低功耗广域网络似乎无法实现运营商级网络的部署和运营。所以在NB-IoT标准刚刚冻结的时候,甚至有极端的观点认为“NB-IoT的发展会导致LoRa消亡”。

可以说,小程序从出生之初,就 all in
在线下场景。微信想通过打造小程序生态,激活和连接线下场景的流量。

然而,在一个多样化的物联网世界里,不可能出现一家独大或一种技术通吃的局面。我们可以参考一下现有信息通信市场,运营商的3G/4G公网之外,还存在公安、交通、民航、物流、铁路、安防等大量行业的专用网络,也能实现类似3G/4G的高速通信,且催生除了海能达、信威通信、普天通信等专网领域的优秀企业,每年仍有数百亿的市场规模。所以在未来很长一段时间内,NB-IoT和LoRa,还有eMTC、Sigfox等都将呈现并行发展,互为补充的态势。

而“线下场景”恰恰就是物联网的最佳描述。

一方面,从各自的技术特点来看,NB-IoT将在运营商级网络中大放异彩,为物联网时代带来广覆盖、大连接、低成本的网络解决方案;而LoRa则在智慧城市、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署,两者互补共存,共同完善物联网的网络层。另一方面,NB-IoT的火热其实也在某种意义上起到了教育市场的作用,让大家对包括LoRa在内的其它LPWAN技术有了进一步的认识,甚至在某种程度上加快了LoRa等技术的商用步伐。

微信以及腾讯的野心是要连接一切,目前微信已经完美地实现了连接人与人、人与服务和人与商业。但对于连接人与物,从技术层面上讲,并没有很好地解决,由于物联网通信技术的原因,世界上仍然有海量物体并没有连接到网上。

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怎么办?

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直到笔者偶然间发现下面这张来自腾讯的 PPT 页面,并 get
到“微信小程序”和“LoRa”这两个词后,忽然有一种醍醐灌顶、恍然大悟的感觉,亿欧网
CEO 黄渊普两年前的预言很可能要变成现实了 ——“8
年前微信获得移动互联网的船票,在人工智能时代,所有东西进入物联网后,都可能会用小程序进行连接,甚至小程序会成为控制城市的开关。”

图:NB-IoT和LoRa

低功耗广域物联网 LPWAN

据HIS
Markit技术组发布的《低功耗广域市场报告-2017》显示,预计到2019年,在所有低功耗广城网公用网络连接中,超过40%都有望是基于LoRa的设备。Semtech公开发布的数据则显示,2018年初,全球范围内使用LoRa技术进行概念验证的数量为1000个;到2019年,在全球范围内部署的、用于专用网络和公用网络的基于LoRa的终端节点数量将超过8000万;2018年初,在全球范围内部署的基于LoRa的网关数量超过7万个,预计到2019年,该数量将达到20万,这将提供可支持10亿以上终端节点的能力。

微信完成了人与人之间的通信,但物联网需要通过各种通信技术将人与物,物与物进行连接。

联通为何进军LoRa?

智能家居、可穿戴设备、工业数据采集等场景一般采用短距离通信技术(如
Wi-Fi、蓝牙、ZigBee),但对于远程抄表、智能停车、环境监测、位置追踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧社区等场景和领域,则需要远距离通信技术,而且这类物联网连接数量将占到物联网总连接数的
60%。

就在近期,联通启动了规模高达300万只的NB-IoT模组招标,创下业界记录,五家企业成为中国联通物联网NB通信模块集中项目的候选人。

低功耗广域物联网 LPWAN
技术正是为满足物联网需求应运而生的远距离无线通信技术。

第一名:深圳市有方科技股份有限公司

下图是 GSMA 提出的低功耗广域物联网七大业务应用分类。

第二名:大唐移动通信设备有限公司

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第三名:吴通控股集团股份有限公司

低功耗广域物联网七大业务应用分类。

第四名:厦门骐俊物联科技股份有限公司

从市场状况来看,Wi-Fi、蓝牙和 ZigBee
等短距离通信技术,属于消费物联网,经过多年应用变得非常成熟,其市场目前已进入白热化竞争状态,国内百度、阿里巴巴、腾讯、京东、小米、海尔、美的、机智云、云智易和三大电信运营商等互联网巨头和行业头部企业均已通过其物联网平台完成布局;而低功耗广域物联网
LPWAN 属于产业物联网的通信技术,成熟度尚不高,其市场有待开拓。

第五名:深圳高新兴物联科技有限公司

提到远距离无线通信,你可能会有疑问不是有移动蜂窝通信技术吗?的确,目前全球电信运营商已经构建了覆盖全球的移动蜂窝网络,然而
2G、3G、4G
等蜂窝网络虽然覆盖距离广,但基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高、连接数量少等劣势。

电信运营商一直是肩负着部署和发展NB-IoT重任的,为何联通这次却在LoRa上高调发力?

当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信。根据权威报告,当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的
6%。如此低的比重,主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。

实际上,这并非联通首次涉足LoRa领域。此前,中国联通官方微博曾发布了浙江联通于2017年5月开通首张LoRa实验网的信息。除此之外,中国移动、中国电信为大量政企客户提供的方案中,也有不少用到了LoRa的连接方案。

因此,为满足越来越多远距离物联网设备的连接需求,LPWAN(Low-Power Wide
Area Network,低功耗广域物联网)应运而生。 LPWAN
专为低功耗、远距离、海量连接、低速率的物联网应用而设计。

电信运营商作为NB-IoT产业中坚力量是毋庸置疑的,不过,作为大多数用户来说,对于具体技术实际上保持一个中立的态度。在很多场景下,当NB-IoT还不能满足用户的需求,而这些用户又是运营商的直接客户时,此时运营商就以解决问题为导向,而不是坚持某条技术路线了。运营商涉足LoRa等非NB-IoT的低功耗广域网络技术已不是一个秘密,政策倾斜、技术优劣等因素都不是主要因素,这是一个市场化的理性选择过程。

2018 年是低功耗广域物联网 LPWAN 加速启动的一年,不管是 LoRa 还是
NB-IoT,全球各路玩家动作频频,国内电信运营商完成百万级 NB-IoT
模组招标,阿里腾讯竞相布局物联网战略押宝
LoRa,国家广电和中国铁塔也不甘寂寞,纷纷试水 LoRa。那边 NB-IoT
如火如荼、势头强劲,这边 LoRa 风雨无阻、潜力无限。

此前已有市场分析预测,到2025年,物联网连接投入占到运营商移动业务投入的22%,而收入仅占3%,很难成为新的增长点,必须依靠整体商业模式的转型。那么,联通进军LoRa就有一个比较清晰的逻辑:利用自身的物联网平台优势和渠道资源,切入LoRa市场,以较低的投资扩大物联网连接规模,并探索新的商业机会。

目前国内最为流行的低功耗广域物联网 LPWAN 技术莫过于 LoRa 和 NB-IoT。

据C114报道,中兴克拉总经理刘建业透露,双方合作绝非心血来潮,公司和联通之间的沟通已有一年多时间。合作范围将会非常广泛,包括联通使用合作伙伴的现有LoRa网络去服务客户,也可以共同建设网络,十分灵活,在各省市公司均可推行。

工作于授权频谱的 NB-IoT 技术

刘建业指出,本次合作也不是等待NB-IoT网络成熟的过渡方案。这两种制式在一些领域存在竞争关系,但也有自己相对明确的势力范围。在小区、停车场、农场、产业园区等场景,LoRa的部署更加灵活、自主、低成本,更受客户青睐。

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“我认为未来联通会根据客户需求,灵活选择不同制式的物联网接入方式。合作将是长期的、可持续的。”返回搜狐,查看更多

工作于未授权频谱的 LoRa 技术

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由于无线通信所用的频谱也是一种战略性稀缺资源,全球各个国家均做了统筹规划,总体上可分为授权频谱和非授权频谱。这两类频谱的使用遵循不同的政策,政府对其进行严格地监管。

由于 NB-IoT 工作于授权频谱,NB-IoT
网络只能由政府授权的若干电信运营商建设和运营,其他参与者被排除在外,天然带有某种垄断性。而
LoRa
工作于非授权频谱,没有牌照、投资、技术等壁垒,这让其部署难度和门槛大大下降,中小企业甚至个人都可以成为
LoRa 网络运营者。

说通俗一点,任何个人或组织都可以买台 LoRa 基站(也称为 LoRa 网关)搭建
LoRa 网络,好比谁都可以买台 TP-Link
无线路由器搁在家里或办公室用来上网,并且其技术门槛比 Wi-Fi
也高不到哪里去。但如果你弄台 NB-IoT
基站搞事情,可被定为扰乱无线电通讯管理秩序罪或破坏公用电信设施罪。

有人可能要问,谁会辛辛苦苦地建设 LoRa 网络,直接借道电信运营商的 NB-IoT
网络不是更容易吗?今天包括微信、淘宝以及其它各类手机 App
的数据难道不是通过电信运营商的 4G 网络传输的吗?

从理论上讲,只要物联网设备厂商、电信运营商、通信设备商、腾讯云平台、微信遵循相关的通信标准和接口规范,微信是可以通过
NB-IoT
网络把人与物连接起来的。但是——凡事只怕“但是”二字,电信运营商不想继续这么搞下去,原因有两个:

其一,虽然广域无线网络的话语权都掌握在传统通信业巨头的手里,电信运营商、设备商占据主导,但互联网企业通过
OTT
成功地将运营商管道化了,尽管这个管道是他们绕不开的基础设施。过去几年中,国内电信运营商的移动用户数已趋于饱和,已出现增量不增收的情况,几家运营商的营收增幅基本都保持在
6%这样的水平,而 BAT 这样的公司营收增幅却在
60%上下,更不要说腾讯一个赵云皮肤就赚几个亿的神话。更糟糕的是,虽然物联网连接数增速较快,但电信运营商通过连接带来的收入非常微薄。据中国移动
2018 年业绩发布会透露,上半年中国移动物联网 ARPU 值是 2
元,同期中国联通的物联网 ARPU 值为 4 元,可见物联网的 ARPU
值非常之低(ARPU
值是电信运营商每月从每个用户所得到的平均收入)。因此,仅仅作为一个通信管道的提供商并不会给运营商本身带来增量可观的收益,运营商急需探索新型商业模式,以提升运营收益。

其二,据预测,物联网连接所带来的收入大约只占物联网整体市场收入的
10%,物联网产业链的价值更多的是集中在物联网平台层和应用层。电信运营商已经意识到,应该将物联网平台作为其核心能力进行建设,使自身角色从单纯的智能管道提供者向“云-管-端”综合方案提供者转变,深度参与行业应用,形成垂直领域端到端的物联网解决方案。截至目前,中国移动、中国电信、中国联通三家的物联网平台均已上线。

基于以上两点原因,电信运营商不想把最脏最累的活儿干了之后,却为他人作嫁衣裳。因此,电信运营商会利用自身
NB-IoT
网络的既有优势,在物联网平台、集成、解决方案等方面实现物联网业务新的收入来源。

实际上,在政企客户的大量项目中,电信运营商是作为总包或者集成的角色。也正是因为如此,摩拜、ofo、海尔、美的、海信等共享单车、智能家居企业陆续加入
NB-IoT 阵营,但 BAT 三巨头的物联网业务却罕有在 NB-IoT 发声。

若只有 NB-IoT
这类工作在授权频谱的通信技术,跨界的厂商是根本没有机会在通信网络上布局的。通信业的话语权主要掌握在运营商和设备商巨头手中,由于其本身掌握通信管道的优势,十年前就已经开展了物联网业务,影响到了硬件和下游垂直行业,经过多年积累,这些企业已经有相对庞大的物联网产业生态群体。即使互联网企业加入基于授权频谱的产业组织中,不仅没法吸引产业链资源,更容易被通信业巨头边缘化,因此需要有新的突破口。

就在这时,突然冒出的 LoRa,进入了腾讯的视线。

LoRa 是什么?

LoRa 全名“LongRang”,是工作于非授权频段的低功耗广域物联网技术,生于 2013
年,单亲,有个来自美国的妈妈——Semtech 公司。LoRa
现已长大,成为在低功耗广域网或窄带物联网领域里最热门的技术之一。

LoRa 技术的主要特点:

远距离无线通信:1 ~ 20 公里

终端连接数量:万级

电池寿命:3~10 年

数据速率 0.3~50kbps

LoRa 能干什么?

以 LoRa
在农业方面的应用为例,一般农田都在偏远的地方,很多时候也没有电信运营商的移动蜂窝网络,如果想要采集每个地方的温度、湿度,或者对牧场中的牛羊进行管理就非常困难,但用
LoRa 基站布网就可以解决这些难题。

例如,在袁隆平院士的盐碱地项目中,虽然杂交水稻可以在盐碱环境下生长,但对盐度、水分、湿度的要求都非常高,在盐碱地附近架几个
LoRa
基站之后,就可以通过传感器精确地了解盐碱地的特性,通过远程灌溉,实现对盐碱地的精细化管理。

LoRa 和 LoRaWAN 不是一回事

LoRa 仅是一种调制技术(NB-IoT 属于蜂窝通信,LoRa
属于线性扩频),属于物理层无线传输技术。因此,LoRa
仅定义了无线侧的标准规范,按照通信的行业术语讲,LoRa
只定义了空口协议。LoRa 对应的产品就是收发器(transceiver)芯片。

要想实现组网、完成端到端的通信业务,还需要更多的工作要做。为此,LoRa
联盟(LoRa Alliance)制定了 LoRaWAN 标准规范。

注:LoRa 技术由 Semtech 这一家公司拥有,而 LoRaWAN 则由 LoRa 联盟(LoRa
Alliance)这个非盈利组织制定。

LoRaWAN 是在 LoRa 物理层传输技术基础之上的以 MAC
层为主的一套协议标准。LoRaWAN
提供了多信道接入、频率切换、自适应速率、信道管理、定时收发,节点接入认证与数据加密、漫游等特性。有了这个标准之后,LoRaWAN
的就变成一种网络技术,可将其用于不同的协议和网络架构(如 Mesh
组网、星型组网、点对点组网)。

拿 NB-IoT 做个类比,LoRaWAN 标准的上下行调制技术采用 LoRa,NB-IoT
上行和下行分别采用 SC-FDMA 和 OFDMA。

LoRaWAN 对应的产品包括 LoRaWAN 终端节点,LoRaWAN 网关、LoRaWAN
网络服务器(Network Server)和应用服务器(Application Server)。

由上可见,LoRaWAN
构建的是一个运营商级的大网,覆盖地区和全国的网络,甚至确保不同国家 LoRa
网络的互操作性。

经过几年的发展,目前已建立起了较为完整的生态链:LoRa
芯片、模组、传感器、网关、网络服务、应用服务。

LoRa 是腾讯物联网生态的切入点

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