摘要

自2015年至今，經(jīng)過為期5年的快速發(fā)展，LPWAN如今正面臨轉(zhuǎn)折，其原有的驅(qū)動優(yōu)勢已然不再。接下來必須將注意力集中在LPWAN應(yīng)用上，才能在下個階段的發(fā)展中奪得先機。但是，要突破LPWAN發(fā)展瓶頸，既需要創(chuàng)新的應(yīng)用開發(fā)平臺，也需要端到端的解決方案和服務(wù)，才能讓各家企業(yè)盡快從LPWAN的技術(shù)與應(yīng)用中獲利。而全球領(lǐng)先的技術(shù)分銷商和解決方案提供商安富利(Avnet)便成為了解決問題的關(guān)鍵，它恰巧可以為客戶提供有價值且合適的解決方案和服務(wù)，與客戶一同攜手邁向LPWAN發(fā)展的下一個五年。

在回溯低功耗廣域網(wǎng)(Low-Power Wide-Area Network, LPWAN)的發(fā)展歷史時，很多人都將2015年作為其起步的元年。當(dāng)時一個標(biāo)志性的事件是，法國IoT新創(chuàng)企業(yè)Sigfox獲得高達1億歐元的投資，而其聚焦在長距離、低傳輸速率、低功耗廣域網(wǎng)的獨到眼光，也讓敏銳的投資者們隨即察覺到了其中所蘊含的巨大商機。

之后各種LPWAN的技術(shù)便如雨后春筍般涌現(xiàn)。而2016年3GPP公布了LTE-M和NB-IoT兩項技術(shù)，做為授權(quán)頻段的LPWAN標(biāo)準(zhǔn)，更是向這個市場中投入了一個震撼彈。從此之后，LPWAN領(lǐng)域就成了相當(dāng)熱鬧的戰(zhàn)場，各種從技術(shù)和商業(yè)角度出發(fā)的紛爭不斷，而其中精彩的故事也不少。

突飛猛進的5年

這樣的市場熱度也轉(zhuǎn)化為了推動LPWAN發(fā)展的加速度，使得這個新興領(lǐng)域在過去的5年中有相當(dāng)顯著的進步。根據(jù)IHS的研究資料顯示，2020年全球LPWAN連接設(shè)備的總數(shù)超過4億，而從2017年至2023年LPWAN網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量的年復(fù)合增長率預(yù)計將高達64%，總數(shù)更將達到17億。

圖1：全球LPWAN網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量快速成長(數(shù)據(jù)源：IHS)

各種LPWAN技術(shù)，便在這樣高速發(fā)展的環(huán)境下，逐漸建立了自身的市場地位，用于非授權(quán)頻段的LoRa和Sigfox，以及用于授權(quán)頻段的NB-IoT和LTE-M等四種技術(shù)漸漸成為主流。到2019年底，通過這四種技術(shù)連接的終端設(shè)備總數(shù)已經(jīng)占到了全球LPWAN連接設(shè)備總數(shù)的92%。其中LoRa占比最高，不過預(yù)計在2022年左右，NB-IoT便會后來居上，成為LPWAN市場的主力。

圖2：截至2019年，全球以LoRa、Sigfox、NB-IoT和LTE-M四種技術(shù)為基礎(chǔ)的LPWAN連接設(shè)備占比約為92%(數(shù)據(jù)源：IoT Analytics)

LPWAN的未來趨勢

短短5年之內(nèi)，便取得這樣的成績，著實令人驚嘆。也因此人們對未來的發(fā)展趨勢保持著濃厚的好奇，試圖洞察LPWAN下一步的發(fā)展方向。

根據(jù)Transforma Insights的研究報告顯示，到2030年全球LPWAN的連接總數(shù)將達到40億個，這意味著LPWAN在未來10年間，仍將以超過30%的復(fù)合增長率大步向前邁進。

5G的商業(yè)應(yīng)用被認(rèn)為是促成這種持續(xù)且高速增長的原因之中，最重要的一環(huán)。眾所周知，2020年7月，國際通信聯(lián)盟(ITU)已經(jīng)正式核準(zhǔn)并將NB-IoT納入5G標(biāo)準(zhǔn)，使其成為5G mMTC的主要組成部分，因此隨著5G商業(yè)應(yīng)用的發(fā)展，5G mMTC將成為LPWAN連接的主力。按照Transforma Insights的預(yù)測，到2030年，以5G mMTC為基礎(chǔ)的LPWAN連接市場占比將超過三分之二。伴隨而來的影響，勢必也會帶動整個LPWAN領(lǐng)域，加速相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

不過，LPWAN的發(fā)展不單單只是數(shù)量上的增長，單靠5G商業(yè)應(yīng)用去帶動，顯然是不夠的。相較而言，來自最終端使用者的成功應(yīng)用，才更為關(guān)鍵也更具說服力。而這也正是這兩年讓LPWAN行業(yè)領(lǐng)域感到焦慮的地方。換言之，40億個LPWAN連接的目標(biāo)很遠大，但是否能夠如愿且如期達成，還是得仰賴可靠的市場驅(qū)動力做后盾。

LPWAN發(fā)展驅(qū)動力的變化

既然提到了驅(qū)動力，我們不妨回過頭來分析一下，在LPWAN發(fā)展最開始的5年中，對其發(fā)展貢獻最大的驅(qū)動力到底是什么?其實答案顯而易見，主要有以下兩點：

· 一是由于各技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的競爭。作為一個新興市場，發(fā)展初期因技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生的紛爭在所難免，這就需要各家標(biāo)準(zhǔn)的忠實擁護者們給予大力支持，并發(fā)展更多擁護者。

· 二是來自商業(yè)巨擘的支持。想要加速LPWAN相關(guān)供應(yīng)鏈的成熟，關(guān)鍵芯片模塊等要素的價格就需要在短時間內(nèi)下降。因此，移動網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的行業(yè)巨頭們會在初期以巨額補貼作為催化劑，這種模式在以往移動網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的演進中屢試不爽，因此在LPWAN上我們也能夠看到相關(guān)供貨商、設(shè)備制造商，甚至是從其他領(lǐng)域跨界而來的新進入者采用這種模式來打開局面。

但仔細思考就會發(fā)現(xiàn)，上述這兩點驅(qū)動力其實都是以投入資本為主，要以此種方式在起步時提速無妨，但很難長久延續(xù);想要做到長久發(fā)展，增長的動力還是來自于市場，那些對營收真正有幫助的地方。也就是說，時至今日，LPWAN若還想要有如此強勁的發(fā)展，就必須將心思集中在拓展更多應(yīng)用案例、推動LPWAN在更多場景下的應(yīng)用。

那這種新動力的來源會在哪?在解答這個問題之前，我們要先明白目前LPWAN應(yīng)用的發(fā)展瓶頸在哪?

首先，與我們所熟悉的高速行動網(wǎng)絡(luò)不同，LPWAN應(yīng)用市場零碎化的特點相當(dāng)顯著。根據(jù)Transforma Insights的預(yù)測，到2030年，有超過一半的LPWAN連接都是源于行業(yè)垂直應(yīng)用，其中有29%的連接來自消費市場，還有20.5%的連接為跨垂直行業(yè)的應(yīng)用。這種目標(biāo)應(yīng)用的分散化也就意味著LPWAN的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)將會是多樣化的。除了公共網(wǎng)絡(luò)，私有網(wǎng)絡(luò)和專用網(wǎng)絡(luò)也將是LPWAN一種主要的部署和營運模式。Transforma Insights的研究數(shù)據(jù)顯示，到2030年，在非授權(quán)頻譜LPWAN設(shè)備中將有54%是通過私有網(wǎng)絡(luò)連接;而值得注意的是，NB-IoT等以公共網(wǎng)絡(luò)為主體的授權(quán)頻譜LPWAN，也在積極嘗試納入私有網(wǎng)絡(luò)的模式，或是試圖將私有網(wǎng)絡(luò)接入公共網(wǎng)絡(luò)之中。

這樣的趨勢也意味著在LPWAN領(lǐng)域，是無法只用一種網(wǎng)絡(luò)去滿足所有用戶需求的，正確的做法應(yīng)該是根據(jù)終端應(yīng)用的實際需要，定制其網(wǎng)絡(luò)部署和營運方案。然而，考慮到實際狀況，與人們習(xí)慣的網(wǎng)絡(luò)部署和營運模式相比，這樣的做法顯然既費力又耗資不菲。

圖3：2030年LPWAN行業(yè)應(yīng)用分布圖(數(shù)據(jù)源：Transforma Insights)

其次，零碎的應(yīng)用，也就意味著終端設(shè)備的多元化，除了發(fā)展初期人們可想而知的一些典型LPWAN應(yīng)用場景，還會不斷衍生出更多的創(chuàng)新應(yīng)用案例，比如要求網(wǎng)絡(luò)終端支持多模塊LPWAN通訊技術(shù)、同時支持無線廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)絡(luò)的通訊，或者是支持GPS等地理信息功能。單一的技術(shù)架構(gòu)顯然無法滿足這樣的需求，因此也就需要更為整合的應(yīng)用開發(fā)平臺來支撐。

如何突破發(fā)展瓶頸?

對于上述這些由于市場碎片化所帶來的挑戰(zhàn)，在LPWAN生態(tài)圈行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有越來越深刻的體悟。因此圍繞于此而展開的探索，也正緊鑼密鼓地進行，其中也有不少創(chuàng)新的方案和模式可供參考。

例如在支持多標(biāo)準(zhǔn)、多場景的應(yīng)用開發(fā)平臺方面，安富利不久前推出了可同時支持LTE-M/NB-IoT、藍牙5.2和GPS的AVT9152模塊。該模塊以Nordic Semiconductor為基礎(chǔ)，集成了LTE-M/NB-IoT調(diào)制解調(diào)器和GPS的nRF9160低功耗SiP零組件，以及nRF52840藍牙5.2/BLE先進多協(xié)議SoC，在一個僅26mm x 28mm尺寸的封裝中就可提供包括蜂窩LPWAN、以2.4GHz為基礎(chǔ)的多協(xié)議無線電(包括藍牙5、ANT?、Thread、Zigbee、IEEE 802.15.4和特有的2.4GHz RF協(xié)議)，以及衛(wèi)星定位在內(nèi)的多種功能。在醫(yī)療相關(guān)的接觸者軌跡追蹤、物流和資產(chǎn)追蹤、自動販賣機、自助服務(wù)終端設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備，和智慧建筑自動化等領(lǐng)域，都可以成為高靈活度且可擴展的技術(shù)平臺。以AVT9152模塊為基礎(chǔ)，安富利也順勢推出AVT9152評估套件，為開發(fā)者提供一個完整的設(shè)備連接到云端平臺，從而幫助客戶縮短產(chǎn)品上市時間，為實現(xiàn)創(chuàng)新LPWAN應(yīng)用提供幫助。

圖4：安富利可支持LTE-M/NB-IoT、藍牙5.2和GPS的AVT9152模塊(圖片來源：Avnet)

當(dāng)然，技術(shù)平臺只能算是LPWAN獲得發(fā)展“新動力”所需的其中一個環(huán)節(jié)。如上文所說，面對個別的網(wǎng)絡(luò)部署和營運需求，必須要有更完整的定制化方案，才能解決客戶的痛點。在這方面，安富利作為全球領(lǐng)先的技術(shù)分銷商和解決方案提供商，也展現(xiàn)出了其作為業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者的優(yōu)勢所在。

具體來說，安富利一直致力于提供端到端的IoT解決方案，這樣的方案實際上可以算是一個綜合的生態(tài)系統(tǒng)。因為它不僅整合了全球領(lǐng)先芯片和零部件廠商的硬件資源，還囊括了IoT開發(fā)所需要的軟件和云端計算資源。以這樣一個統(tǒng)一的平臺為基礎(chǔ)，就可以囊括LPWAN網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建和運作所需，包括從早期的技術(shù)咨詢、中期的開發(fā)，到后期的網(wǎng)絡(luò)部署等全部流程。

擁有提供一站式解決方案的能力，不論客戶在實際LPWAN應(yīng)用的方面提出何種要求，安富利都可以通過整合平臺中各方面的要素、資源，中立且客觀地給出技術(shù)方面的建議，并且提供一個最合適的解決方案。同時，安富利也具備在產(chǎn)品整個生命周期中提供技術(shù)服務(wù)的能力。

圖5：安富利端到端的IoT解決方案和服務(wù)，為LPWAN的部署和運作帶來便利

本文總結(jié)

總而言之，經(jīng)過最開始5年的快速發(fā)展，今日LPWAN的發(fā)展已經(jīng)走到了一個轉(zhuǎn)折點，原有的市場驅(qū)動力，其優(yōu)勢目前或許已山窮水盡，但在柳暗花明處人們則必須將更多的注意力聚焦在LPWAN的應(yīng)用上，才能在下一個5年的發(fā)展中占據(jù)最有利的競爭位置。

要突破LPWAN應(yīng)用發(fā)展的瓶頸，既需要創(chuàng)新的應(yīng)用開發(fā)平臺，也需要端到端的解決方案和服務(wù)，如此才能讓LPWAN網(wǎng)絡(luò)的提供商或擁有者能加速網(wǎng)絡(luò)的部署和應(yīng)用，盡快從LPWAN中獲利。正因如此，安富利身為全球領(lǐng)先的技術(shù)分銷商和解決方案提供商能夠為客戶提供有價值的方案和服務(wù)，與客戶一同攜手邁向LPWAN的美好未來。