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┼攠數畣整爠煥敵瑳∨≡┩愾抢夺物联网先机芯片厂扎堆LPWAN 准5G部署即将起飞
时间:2016-05-06    

2016年,为物联网(IoT)定义、设计、部署低功耗广域网(LPWAN)正成为弥补物联网网络层、M2M连接这一短板的最佳武器。根据各大厂商对蜂窝物联网的计划,加上SigFox、LoRa等商用加速,2016年将成为LPWAN发展的重大里程碑……

  当前,无线网络连接方式有广域和局域两种。局域连接方式主要为Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等,这也是智能家居、可穿戴设备、智能硬件等终端采用的流行网络技术;在广域连接方面,目前更多是借助电信运营商提供的蜂窝网络连接,3G、4G或正在规划的5G技术等可在一定程度上推进网络层的落地,但这种广泛采用蜂窝网络实现互联的方式可能在传输成本、功耗等方面产生不利影响。

专属技术与4G蜂窝技术抢滩低功耗广域网

  目前看来,2016年,为物联网(IoT)定义、设计、部署低功耗广域网(LPWAN)的竞赛还将一路延续,LPWAN正成为弥补物联网网络层、M2M连接这一短板的最佳武器。

  物联网领域战略市场情报供应商Machina Research最近的研究表明:截止到2015年年底,低功耗广域网接入设备在全球范围内猛增三倍,直逼2320万个。

  以LPWAN技术中最为成熟的LoRa技术为例,它具有高灵敏、低功耗、高穿透性、可靠性强等特点,可以被运用于无线AMR、物联网传感器、烟感、气体检测、交通和门禁等领域。目前,已有至少九家运营商(包括Orange)宣布计划部署LoRa网络。其中,最新的运营商TaTa通信在2015年11月宣布它将在印度全国部署LoRa网络。

  LoRa联盟作为首个低功耗广域网络联盟,在成立6个月后联盟成员已达到130家,涵盖芯片、模组、软件开发商、OEM厂商和运营商等。

  与此同时,比起半年前所看到的景象,移动行业最近明显表现出更大的紧迫感,纷纷围绕3GPP标准做文章。因为根据Machina Research的报告,当前真正承载在移动通信网络上的物与物的连接仅占连接总数的6%,如此低的比重,是移动通信行业不愿意看到的景象。尽管其中某些细节仍未完全解决,但就目前的情况看来,预计到2016年3月,3GPP对NB-IOT的标准化工作将会冻结。而随着标准化进程完成,NB-IOT技术将走向规模商用。

  在今年的MWC2016上,爱立信演示了低功耗广域(LPWA)蜂窝IoT解决方案,包括窄带物联网(NB-IoT)、LTE-M?(Cat?M)和适用于大规模IoT应用的EC-EGPRS/EC-GSM。

  龙尚则希望自己的NB-IoT解决方案不仅能助力运营商的家庭宽带业务数字化转型,实现智慧家庭,而且还为运营商打造一张无处不在的蜂窝物联网,在智能抄表、智能停车、物流跟踪、智慧城市等领域开启全新商业机会。将于今年推出NB-IoT商用芯片,这将会是业内第一款正式商用的NB-IoT芯片。

不过,来自传统物联网行业的观点则认为,NB-IoT并不适合大部分的物联网使用场景,其机遇是在车联网等需要大网覆盖的应用中,而不是传统的物联网领域。因为大部分物联网场景如智能门锁、数据监测等并不需要实时无线联网,仅需近场通信或者通过有线方式便可完成。另一方面,成本价格、功耗也都会成为NB-IoT发展的阻碍。在成本方面,NB-IoT模组成本未来有望降至5美元之内,但目前支持蓝牙、Thread、ZigBee三种标准的芯片价格仅在2美元左右,仅支持其中一种标准的芯片价格不到1美元,巨大的价格差距无疑将让企业部署NB-IoT产生顾虑。

  然而Gartner却对此有不同看法。尽管该公司预测低功耗广域网将成为2017-2018年前十大物联网技术之一,但他们却指出,第一批LPWAN可能仍会根据专属技术(proprietary technologies)打造,但从长远来看,NB-IoT等新崛起的标准将成为这个领域的主流。

  半导体芯片厂商已经前进到哪里?

  Machina Research首席分析师Aapo Markkanen表示,直到目前,在专用的低功耗广域网领域,大部分的注意力仍集中在Sigfox和LoRa两大技术方向上。贝特莱准备利用LoRa技术提升BLM32微控制器的市场份额,贝特莱股份也鼎力追赶ST 的步伐,进军移动运营商物联网和大规模专用网络市场。

贝特莱其ARM Cortex-M0+ BLM32F103微控制器新品发布会时就表示,过去确实有很多基于Sub-GHz无线载波协议的芯片问世,但绝大多数都难以满足市场需求,原因在于协议栈太大、芯片工艺陈旧、功耗成本太高,难以满足采用电池供电的模块化应用。但LoRa的优势在于一是协议栈做得比较精致,只有32K;二是LoRa供应商比如Semtech采用了更新的工艺,使之成本更好更低;三是传输距离更远。所以贝特莱非常看好LoRa的发展前景,并加大了在该领域的投资。

但与同行采用集成化SoC方案不同,SoC产品未来一定会出现在公司的产品路线图内,但不是现在,因为分离方案灵活性更大。“进入一个新兴市场,我们必须首先深入了解客户的真正需求,一开始就贸然定义一颗SoC,风险非常大。”

     与ST策略相同的还包括Silicon Labs公司,该公司物联网产品营销副总裁Daniel Cooley日前在为其Wireless Gecko产品系列发布站台时表示,无线开发对很多工程师来说是一个“相当艰难”的过程,天线调整、量产测试、电池使用寿命、无线信号传输距离、免受黑客攻击、在线更新、连接到生态系统等都是需要解决的关键问题。

        为了可以通过一站式选择为客户提供多协议IoT连接,Silicon Labs在Wireless Gecko SoC中集成了ARM Cortex-M4内核、节能的Gecko技术、高达19.5dBm输出功率的2.4GHz无线电、先进的硬件加密技术、以及用于简化无线开发、配置、调试和低功耗设计的Simplicity Studio工具。全系产品则包括Blue Gecko系列(Bluetooth Smart连接)、Mighty Gecko系列(ZigBee和Thread连接)、Flex Gecko系列(专有无线协议连接)三大系列。

  尽管有大量芯片厂商进入LPWAN领域,但一个显而易见的事实是:未来,任何一个单独的技术都没办法覆盖所有的实用需求,任何一个强大的公司也无法通吃产业链。相比较局域网和蜂窝网,LPWAN的优势在于低功耗和低成本,同时它也有不适用的领域,例如高速率。

  尽管在市场上我们所看到的是持续不断的资金投入、众多的生态系统合作伙伴和乐观的新闻报道,但接下来的一两个季度内,真正能验证这个市场成长的,只有更多实质性的发展。

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