市场商机

LPWA技术有三低：低功耗、低成本、低数据速率。成本是影响产品或项目应用的一个重要因素，下面主要看下LPWA技术模块的成本和LPWA技术的部署成本。 LPWAN模块的成本 从上面的数据来看，LPWAN模块的整体平均价格约是$5~8美金。随着LPWAN网络规模化应用，相关LPWAN模块的价格也会随之降低。 LoRaWAN是Semtech公司独家供应的RF射频芯片，随着其在市场份额的不断地增大以及新产品的发布，LoRaWAN模块的成本预期会降低。在政府和运营商大力的支持下，NB-IoT的模组已经做到了比较低的价格，据报道NB-IoT模块做到了35元。Arm公司也推出了NB-IoT的IP，以其在处理器市场的影响力，也会有一定的市场份额。NB-IoT模块的竞争会加速价格的降低。Sigfox与多家公司合作RF射频芯片，其模块产品更趋多元化，有利于控制和降低成本。据报道Sigfox将与合作伙伴推出2-3美金的模块。ZETA也采用了多家的RF芯片公司，作为中国的LPWA技术公司之一，采用了灵活的设计方案，模块制造成本相对具有优势。Weightless作为一个开放的标准，网络推进在中国市场似乎有点慢。RPMA是上面的LPWA技术唯一采用2.4GHz频段的技术，从一些公开的资料显示，可能采用了MAX2832射频芯片，该射频芯片市场价格还是比较贵的。如果按此方案来看，RPMA模块应该是目前所列模块中成本最高的。 LPWAN模块的发展变化 在LPWAN项目的应用中，一种LPWA技术往往不能解决所有的问题，需要结合其他的技术一起部署。在LPWAN模块端结合其他的一些技术，则将会大大拓展LPWAN的应用。而从上面的LPWAN模块的成本可以看出，模块成本都不算低，尤其是对一些成本敏感的应用，若与传统的无线技术结合（如FSK等），则可大大降低LPWAN网络的接入成本。 LPWAN模块的发展变化主要有以下两点： 多协议融合 – 与Wi-Fi、BLE、Zigbee等无线技术结合，连通现有网络，拓展LPWAN应用多功能融合 – 与GPS/北斗结合可以定位，实现物的跟踪LPWAN部署成本 LPWAN项目应用不再只是一个模块的就可以搞定的事情，而是连通了云-管-端，每一部分都有成本。如果均摊到LPWAN模块上，成本将是非常高的。这样就需要一方面可以通过集中的规模化部署来降低均摊的成本，另一方面可以通过产品硬件向产品服务转换，提升服务的价值。 影响LPWAN部署成本的主要有以下几种因素： 开发成本制造成本运营成本连接成本 详见下图： Read more.

Sigfox 简介 Sigfox是一家法国公司，成立于2009年，创建了连接低功耗设备的无线网络，主要用于低功耗物联网，如：电表等，这类应用需要连续地发送少量的数据。Sigfox希望建立第一个仅供用于物联网的全球蜂窝连接的公司，其基础设施完全独立于现有的网络（如电信移动网络）。 由于物联网连接使用低数据速率，Sigfox网络利用了超窄带，UNB技术。传输功耗水平非常低，而仍然能维持一个稳定的数据连接。Sigfox无线链路使用免授权的ISM射频频段。频率根据国家法规有所不同，但在欧洲广泛使用868MHz，在美国是915MHz。Sigfox网络中单元的密度(基于平均距离)，在农村地区大约30-50km，在城市中常有更多的障碍物和噪声距离可能减少到3-10km之间。整个Sigfox网络拓扑是一个可扩展的、高容量的网络，具有非常低的能源消耗，同时保持简单和易于部署的基于星型单元的基础设施。 网络部署情况 SIGFOX网络全球部署情况 据报道，2018年1月，“中法合作 成都国际智慧养老服务示范社区”Sigfox项目签署。项目总投资约3亿欧元，由Sigfox物联网公司和KRG智慧养老公司提供物联网技术标准和智慧养老技术解决方案，中国联通提供技术运营支持。KRG智慧养老公司针对独居的老人及行动不便者开发了智能居家新一代远程养老监护系统，提供基于Sigfox物联网技术的新一代远程协助解决方案，能够观测到可能将上述人员置于危险境地的跌到、不适和等反常行为。这是Sigfox在中国的第一个项目。 技术 Sigfox正在推出首个全球性的物联网网络，可以监听数十亿的对象广播数据，而无需建立和维护网络连接。在无线连接的世界中，这种独特的方法是没有信令开销的，紧凑和优化的协议，而物不依赖于网络。Sigfox提供了一种基于软件的通信解决方案，所有的工作和计算的复杂性都是在云端进行的，而不是在设备上。所有这一切，大大降低了能源消耗和连接设备的成本。 超窄带无线电调制 – 使用超窄频带调制，Sigfox可在公共频段的200kHz频段上进行无线电信息交换。每条消息的宽度为100Hz，根据区域的不同，每秒钟传输100或600位的数据。因此，在对抗噪音的同时，可以实现很长的距离通讯。轻量级协议 – Sigfox定制了一个轻量级的协议来处理小的数据消息。较少的数据发送意味着更少的能源消耗，因此电池寿命更长。小的有效载荷 – 上行消息具有高达12字节的有效载荷，并且平均需要2s到达基站。对于12字节的数据有效载荷，Sigfox帧总共将使用26个字节。下行消息中的有效负载容量为8个字节。星型网络架构 – 与蜂窝协议不同，设备依赖于某特定的基站。广播消息由范围内的任何基站接收，平均为3。设计选择和好处 – Sigfox设计了技术和网络，以满足海量物联网应用的需求;设备电池寿命长，设备成本低，连接费用低，网络容量高，距离远。 Sigfox网络架构如下： 由上图可以看出，Sigfox网络架构可以分为三部分。中间部分Sigfox Gateway和Sigfox Cloud部分由Sigfox公司提供，也就是Sigfox网络和Sigfox网络服务器或设备管理服务器由Sigfox提供。左边终端部分Sigfox则是开放的，与多个RF芯片公司合作无线前端的连接，为用户提供多RF芯片供应商的选择，但终端必须符合Sigfox网络认证。右边的部分则是业务的应用，包括应用服务器和Web客户端或App等。 应用 以行业部分来看，Sigfox应用主要集中在工业、共用事业、农业、公共部门等领域。按用例来看，Sigfox应用主要集中在智能计量、智能跟踪、温度检测上。 Read more.

在第一篇关于LPWAN的概述的文章中，我们了解了LPWAN是什么，LPWAN技术相对于其他物联网连接解决方案的优势。基于对LPWAN的一般理解，我们将在这里比较主要的LPWAN技术和该领域中的主要参与者。我的目标是让您广泛了解哪种LPWAN适合您的物联网应用以及如何最好地向前发展。 LPWAN技术 虽然有许多LPWAN技术和标准，但我们将专注于SigFox，LoRa，Symphony Link和Weightless，因为这些技术正在积极开发或部署中。虽然还有其他专有协议和堆栈，例如Dash7联盟协议，但它们没有获得太大的牵引力，本文不会涉及。LTE-M和Narrowband-IoT（也称为“NB-IoT”和“LTE-M2”）最近成为该领域的新的大型参与者。 随着5G席卷全球，快速转型的物联网连接格局将迎来另一次重大转变。了解LPWAN如何适应该领域，以及如何权衡空间中不同LPWAN技术的成本和收益，以便为将来的连接选项转换做好充分准备至关重要。 以下部分将概述每种LPWAN技术。 NB-IoT和LTE-M LTE-M和窄带IoT（NB-IoT）是LPWAN空间的有希望的选手。LTE-M是第三代合作伙伴计划（通常称为“ 3GPP”）对LPWAN解决方案的有力回应，其在保留资源的同时搭载标准LTE连接。NB-IoT是挑战中的另一个3GPP构造Sigfox和LoRa Alliance发起的，然而，NB-IoT与LTE-M的不同之处在于它在LTE构造之外的操作 。 NB-IoT的一大优势在于其更简单的波形：该技术消耗的功率最小。另一大优势是成本。通过选择专门为NB-IoT协议设计的芯片组，其具有更简单的结构，降低了整体组件成本。最后，NB-IoT在智能城市应用方面具有潜在优势。LinkLabs预测，与LTE-M相比，NB-IoT可能具有更好的建筑物渗透率。另一方面，由于LTE无处不在，在美国部署将很困难，而且由于采用LTE-M的芯片通常也非常昂贵; NB-IoT可能最适合智能电表等静态资产，而LTE-M在车辆或无人机等漫游应用中具有优势。 LTE-M具有更高的数据速率，这对于数据丰富的用例非常重要。与NB-IoT不同，前端相对简单。然而，除了LTE主要是美国技术之外，还有其他限制需要考虑。首先，我们仍然可以通过LTE-M了解电源效率。还有一些严苛的许可问题需要考虑。谁想要支付像Qualcomm和InterDigitals这样的公司来授权移动电话知识产权？ 总的来说，更大的经济和实际力量可能会影响NB-IoT与LTE-M的争论。我们可能会看到主要的美国服务提供商推动LTE-M，因为他们已经投入了数十亿美元的LTE技术。相比之下，在GSM频谱是常态的世界其他地方，我们可以期望看到（非LTE）NB-IoT协议的偏好。 LORA LORA联盟是一个以促进对某些LPWAN技术生态系统的开放式，非营利性的协会。它在北美，欧洲，非洲和亚洲拥有约400家成员公司，其创始成员包括IBM，MicroChip，Cisco，Semtech，Bouygues Telecom，Singtel，KPN，Swisscom，Fastnet和Belgacom。 LoRaWAN是由LoRa联盟管理的开放标准网络层。然而，它并不是真正开放的，因为实现完整LoRaWAN堆栈的底层芯片只能通过Semtech获得。基本上，LoRa是物理层：芯片。LoRaWAN是MAC层：用于启用网络的软件。有关LORAWAN的更详细而简单的介绍可以在Jensd的I/O Buffer的博客上找到。 该功能类似于SigFox，因为它主要用于仅上行链路的应用程序 – 从传感器/设备到网关的数据 – 具有许多端点。然而，它不使用窄带传输，而是使用编码分组在不同频率信道和数据速率上分配信息。这些消息不太可能相互冲突和干扰，从而增加了网关的容量。 SigFox SigFox成立于2009年，是一家法国公司，总部位于法国Labège。由于其在欧洲的成功营销活动，SigFox在LPWAN领域具有显着的吸引力。它还拥有庞大的供应商生态系统，包括德州仪器，Silicon Labs和Axom。最近，SigFox将其大部分努力投入到快速加速的欧洲市场 – 这是以美国为中心的采用者的考虑因素。 SigFox使用专有技术，这是使用慢调制速率来实现更大范围的示例。由于这种设计选择，SigFox是仅需要发送小的，不频繁的数据突发的系统应用的绝佳选择。 可能的应用包括停车传感器，水表或智能垃圾桶。但是，它也有一些缺点。将数据发送回传感器/设备（下行链路能力）受到严重限制，并且信号干扰可能成为问题。 Symphony Link Link Labs是LoRa联盟成员，因此使用上面提到的LoRa芯片。然而，Link Labs并没有使用LoRaWAN，而是在Semtech的芯片Symphony Link之上构建了专有的MAC层（软件）。 Link Labs由约翰霍普金斯大学应用物理实验室的前成员于2013年创立，总部位于马里兰州的安纳波利斯。 与LoRaWAN相比，Symphony Link增加了一些重要的连接功能，包括有保证的消息接收，无线固件升级，占空比限制的删除，中继器功能和动态范围。 Weightless SIG Weightless SIG（特殊兴趣小组）成立于2008年，其使命是标准化LPWAN技术。有五个“推广小组成员”，包括埃森哲，ARM，M2COMM，索尼欧洲和Telensa。 Weightless SIG是唯一真正的开放标准，可在低于1 GHz的免许可频谱中运行。有三种版本的Weightless可用于不同目的： Weightless-W：利用空白（许可电视频段中未使用的本地频谱）Weightless-N：由NWave技术诞生的免授权频谱窄带协议Weightless-P：M2COMM Platanus技术诞生的双向协议Weightless-N和Weightless-P是更受欢迎的选择，因为Weightless-W具有更短的电池寿命。 Nwave的Weightless-N与SigFox在功能上非常相似，但拥有更好的MAC层实现。它声称使用“先进的解调技术”，使其网络能够与其他无线电技术共存而不会产生额外的噪音。像SigFox一样，它最适用于基于传感器的网络，温度读数，储罐液位监控，智能计量和其他此类应用。 Weightless-P标准在12.5 kHz窄带中使用FDMA + […] Read more.