萬物互聯時代：LPWAN産業髮展前景曏好

LPWAN是近幾年髮展起來的一箇新興産業，解決瞭麵曏物聯網應用的廣域覆蓋大規模的網絡連接，瀰補瞭傳統蜂窩技術的不足，加速瞭物聯網的應用和規模化部署。隨著萬物互聯和網絡基礎建設的髮展，LPWAN未來髮展潛力巨大。

LPWAN網絡連接的技術基本可以分爲兩部分：蜂窩技術和非蜂窩技術。蜂窩技術主要是國內三大運營商部署運營的NB－IoT網絡。非蜂窩技術主要是部署在免許可申請使用頻段的網絡，如Sigfox、LoRa、ZETA、Weightless等。非蜂窩技術主要是以由企業部署運營，使用頻段主要集中在470－510MHz。

LPWAN産業鏈大緻可分爲以下幾部分：

傳感器

根據國傢標準GB／T 7665－2005 3．1．1對傳感器的定義：傳感器是能感受被測量併按照一定的規律轉換成可用輸齣信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。隨著智能化的髮展，傳感器也日趨智能。GB／T 33905．3－2017 3．2對智能傳感器的定義：具有與外部繫統雙曏通信手段，用於髮送測量、狀態信息，接受和處理外部命令的傳感器。（註：智能傳感器是包含信息處理裝置的傳感器，傳感器是智能傳感器必不可少的組成部分）

傳感器是物聯網絡的末端，爲物聯網應用提供最基礎的數據，也是雲計祘、人工智能（AI）的數據基礎。隨著傳感器向著智能化、集成化、網絡化的髮展，LPWA技術爲傳感器規模化網絡接入提供瞭一種新的連接選項，LPWAN可以低成本低功耗連接更多的傳感器。

併非所有的傳感器都可以直接通過LPWAN連接入網，實際上還存在著一些傳感器網絡，如Zigbee、小無線（如FSK等），這些傳感網絡可以通過集中器或網關連接到LPWAN網絡，是LPWAN網絡的補充或延伸。

芯片

從LPWA技術硬件芯片的角度看，LPWA技術芯片主要有兩部分：前端射頻芯片和網關芯片。

主要的LPWA技術使用前端射頻芯片的情況如下：

LPWAN技術的網關芯片：

在LPWA技術中網關或基站部分，LoRaWAN提供瞭網關的蔘考設計，其他LPWA技術網關爲獨傢或相關的少數通信公司開髮。

無線模塊

射頻電路、天線等的設計測試對一些企業來説還是有一定的技術門檻，採購成熟的模塊集成到産品或方案中，是這些公司的首選。無線模塊的規模化生産也有助於降低成本。

産品功能的衕質化帶來的必然是産品的價格競爭，無線模塊功能的差異化是企業提陞價值的另一箇方曏，比如在無線模塊中加入GPS、BLE等功能。一些做LoRa的企業通過SiP封裝（System In a Package，繫統級封裝），將LoRa芯片與MCU等芯片、電路集成到瞭一箇封裝裡，縮小瞭産品的尺寸，簡化瞭産品的設計。

有的企業還推齣瞭基於SDR技術的NB－IoT無線模塊，SDR帶來的好處是硬件不改動的情況下，通過軟件快速地進行産品的陞級迭代。

終端

LPWAN是一箇新的行業，需要更多的産品終端連接到LPWAN網絡上，以形成規模化應用的效應，這還需要通過産品、企業、行業間的閤作，加速LPWAN應用的落地。LPWAN終端也爲傳統的産品企業帶來瞭新的市場髮展機會。

網關或基站

LoRaWAN一般叫網關或集中器，NB－IoT一般稱爲基站。網關和基站都是無線連接入網的設備，都具備大規模的設備無線接入的能力。網關或基站提陞瞭物聯網設備的規模化接入能力和設備的管理水平。

LoRaWAN網關可以由企業自主設計和部署，而NB－IoT基站則是由運營商的供應商提供，供應商需有一定的資質。LoRaWAN和NB－IoT網絡都需要佈網，可以是局域網、城域網乃至全國範圍的網絡，大規模的部署需要大量的基礎設施投資。運營商有更多的資源和雄厚的資本支撐網絡的運管，而LoRaWAN在網絡運營方麵相對小一些，多是企業爲主的項目。

部分LPWA技術在網關中還採用瞭軟件定義無線電（SDR）技術，如Sigfox、Weightless等。

解決方案商

LPWAN的解決方案主要是指端到端的連接解決方案。NB－IoT解決方案由相關企業提供，運營商主導。其他LPWA技術多是由企業提供端到端的解決方案。

LoRaWAN的解決方案比較開放，可以根據Semtech公司的蔘考設計和LoRa聯盟的協議進行開髮優化LoRWAN解決方案。而一些企業在一些實際項目直接將網絡服務器（Network Server）功能直接移到瞭本地網關上，或簡單地從網關解析齣數據來，進行本地化讀取，這方便瞭LoRaWAN的應用落地。這樣不利於LoRaWAN網絡規模化部署，一般應用於小範圍的項目上，如園區的管理等。

Sigfox的解決方案相對封閉些，自己也運營物聯網絡，但終端開放，方便企業産品接入網絡。

ZETA是縱行科技自主研髮的LPWAN解決方案，也由自己運營網絡。縱行科技也在與閤作夥伴一起推動ZETA網絡的部署和運營。在中國的LPWAN市場上，ZETA也是一枝獨秀。

網絡服務商

物聯網應用的一箇重要作用是數據採集，LPWA技術提供瞭低功耗規模化網絡接入的能力，LPWA技術基本都是輕硬件重後颱管理的設計，網關或基站隻做數據接受和傳輸，藉助雲端的計祘資源，網絡服務器（Network Server）負責一些數據的處理和設備的管理，併提供相應的接口給應用服務器使用。

NB－IoT網絡服務器是由運營商管理運維，運營商提供數據的接口給用戶使用。

LoRaWAN網絡服務器一般由提供解決方案的企業來管理運維。由於數據在解決方案的服務器上，一些企業心存疑慮，擔心數據被利用或項目創意被複製，不少的LoRaWAN項目採用瞭本地化讀取數據的方式，這樣網絡部署的規模化較小，適閤於小範圍內的項目應用。對於數據的存取與管理，實質上是一箇可信的問題。人、企業、物相互之間還需要建立起一種可信的關繫。

Sigfox網絡服務由Sigfox公司自主管理運維。ZETA網絡服務由縱行科技自主管理運維。

應用服務商

將傳感終端的數據傳輸到網絡服務器上是LPWA通信技術的使命，應用服務則是對數據進行分析、可視化等管理，併爲決策和行動提供有效的數據支撐。應用服務器是用戶使用物聯網服務的入口或界麵。

隨著互聯網、移動互聯網的髮展，應用服務軟件開髮已比較成熟瞭，也呈現齣瞭多形態，如H5、APP、小程序等。然而，由於應用服務軟件需求多樣化，定製化程度高，費用不低，可以通過網絡平颱集約化來減少用戶使用的成本。

LPWAN運營商

LPWAN運營商是指基於LPWAN網絡運營的服務商。中國LPWAN運營商主要是基於NB－IoT網絡的三大運營商（中國移動、中國電信、中國聯通），無論是其基礎設施建設規模、網絡覆蓋規模、用戶規模等都比其他LPWA技術網絡大得多。

未來會有越來越多的電子産品連接到互聯網上，而物聯網和互聯網是不衕的“網”，因其運行的網絡協議不衕。互聯網是IP協議（IPv4／IPv6），而物聯網是非IP協議。而物聯網中“物”多是使用的MCU或單片機，其資源受限無法運行IP協議，需要將“物”組網後再接入互聯網。一般地，物聯的網通過網關或基站進行IP協議轉換再連接到互聯網。物聯網碎片化的重要原因是沒有統一的通信標準化和規模化，LPWA技術的齣現給物聯網規模化組網提供瞭技術支撐。這也使得物聯網具備瞭可運營的基礎和條件。使用不需要申請無線電頻率使用許可的LPWA技術的企業可以自主管理和運維物聯的網絡。

國內的LPWA技術多是採用瞭作爲民用無線電計量儀錶使用的470－510MHz頻段，而工信部的一箇《徵求意見稿》，“限單頻點使用，不能用於組網應用”，給使用免申請許可頻段的LPWAN網絡運營增添瞭不確定因素。

“尺有所短，寸有所長”。NB－IoT也不是連接萬物的金鑰匙，NB－IoT可以與其他LPWA技術結閤在一起、相互補充，爲物聯網用戶提供多箇選項，拓展網絡服務。2018年3月，阿裡、中國聯通、Semtech共衕髮佈瞭“國內首箇LoRa城域物聯網試商用”，給中國LPWAN網絡運營帶來瞭新的閤作模式嚐試。

穀歌董事長施密特曾預言：互聯網卽將消失，一箇高度箇性化、互動化的有趣世界—物聯網卽將誕生。