下一个5年,LPWAN的发展动力究竟从何而来?

作者:中国电子网 日期:2021-06-23 13:55:33 人气: 栏目:智能硬件

摘要

自2015年至今,经过为期5年的快速发展,LPWAN如今正面临转折,其原有的驱动优势已然不再。接下来必须将注意力集中在LPWAN应用上,才能在下个阶段的发展中夺得先机。但是,要突破LPWAN发展瓶颈,既需要创新的应用开发平台,也需要端到端的解决方案和服务,才能让各家企业尽快从LPWAN的技术与应用中获利。而全球领先的技术分销商和解决方案提供商安富利(Avnet)便成为了解决问题的关键,它恰巧可以为客户提供有价值且合适的解决方案和服务,与客户一同携手迈向LPWAN发展的下一个五年。

在回溯低功耗广域网(Low-Power Wide-Area Network, LPWAN)的发展历史时,很多人都将2015年作为其起步的元年。当时一个标志性的事件是,法国IoT新创企业Sigfox获得高达1亿欧元的投资,而其聚焦在长距离、低传输速率、低功耗广域网的独到眼光,也让敏锐的投资者们随即察觉到了其中所蕴含的巨大商机。

之后各种LPWAN的技术便如雨后春笋般涌现。而2016年3GPP公布了LTE-M和NB-IoT两项技术,做为授权频段的LPWAN标准,更是向这个市场中投入了一个震撼弹。从此之后,LPWAN领域就成了相当热闹的战场,各种从技术和商业角度出发的纷争不断,而其中精彩的故事也不少。

突飞猛进的5年

这样的市场热度也转化为了推动LPWAN发展的加速度,使得这个新兴领域在过去的5年中有相当显著的进步。根据IHS的研究资料显示,2020年全球LPWAN连接设备的总数超过4亿,而从2017年至2023年LPWAN网络连接数量的年复合增长率预计将高达64%,总数更将达到17亿。

图1:全球LPWAN网络连接数量快速成长(数据源:IHS)

各种LPWAN技术,便在这样高速发展的环境下,逐渐建立了自身的市场地位,用于非授权频段的LoRa和Sigfox,以及用于授权频段的NB-IoT和LTE-M等四种技术渐渐成为主流。到2019年底,通过这四种技术连接的终端设备总数已经占到了全球LPWAN连接设备总数的92%。其中LoRa占比最高,不过预计在2022年左右,NB-IoT便会后来居上,成为LPWAN市场的主力。

图2:截至2019年,全球以LoRa、Sigfox、NB-IoT和LTE-M四种技术为基础的LPWAN连接设备占比约为92%(数据源:IoT Analytics)

LPWAN的未来趋势

短短5年之内,便取得这样的成绩,着实令人惊叹。也因此人们对未来的发展趋势保持着浓厚的好奇,试图洞察LPWAN下一步的发展方向。

根据Transforma Insights的研究报告显示,到2030年全球LPWAN的连接总数将达到40亿个,这意味着LPWAN在未来10年间,仍将以超过30%的复合增长率大步向前迈进。

5G的商业应用被认为是促成这种持续且高速增长的原因之中,最重要的一环。众所周知,2020年7月,国际通信联盟(ITU)已经正式核准并将NB-IoT纳入5G标准,使其成为5G mMTC的主要组成部分,因此随着5G商业应用的发展,5G mMTC将成为LPWAN连接的主力。按照Transforma Insights的预测,到2030年,以5G mMTC为基础的LPWAN连接市场占比将超过三分之二。伴随而来的影响,势必也会带动整个LPWAN领域,加速相关产业链的发展。

不过,LPWAN的发展不单单只是数量上的增长,单靠5G商业应用去带动,显然是不够的。相较而言,来自最终端使用者的成功应用,才更为关键也更具说服力。而这也正是这两年让LPWAN行业领域感到焦虑的地方。换言之,40亿个LPWAN连接的目标很远大,但是否能够如愿且如期达成,还是得仰赖可靠的市场驱动力做后盾。

LPWAN发展驱动力的变化

既然提到了驱动力,我们不妨回过头来分析一下,在LPWAN发展最开始的5年中,对其发展贡献最大的驱动力到底是什么?其实答案显而易见,主要有以下两点:

· 一是由于各技术标准的竞争。作为一个新兴市场,发展初期因技术标准而产生的纷争在所难免,这就需要各家标准的忠实拥护者们给予大力支持,并发展更多拥护者。

· 二是来自商业巨擘的支持。想要加速LPWAN相关供应链的成熟,关键芯片模块等要素的价格就需要在短时间内下降。因此,移动网络领域的行业巨头们会在初期以巨额补贴作为催化剂,这种模式在以往移动网络标准的演进中屡试不爽,因此在LPWAN上我们也能够看到相关供货商、设备制造商,甚至是从其他领域跨界而来的新进入者采用这种模式来打开局面。

但仔细思考就会发现,上述这两点驱动力其实都是以投入资本为主,要以此种方式在起步时提速无妨,但很难长久延续;想要做到长久发展,增长的动力还是来自于市场,那些对营收真正有帮助的地方。也就是说,时至今日,LPWAN若还想要有如此强劲的发展,就必须将心思集中在拓展更多应用案例、推动LPWAN在更多场景下的应用。

那这种新动力的来源会在哪?在解答这个问题之前,我们要先明白目前LPWAN应用的发展瓶颈在哪?

首先,与我们所熟悉的高速行动网络不同,LPWAN应用市场零碎化的特点相当显著。根据Transforma Insights的预测,到2030年,有超过一半的LPWAN连接都是源于行业垂直应用,其中有29%的连接来自消费市场,还有20.5%的连接为跨垂直行业的应用。这种目标应用的分散化也就意味着LPWAN的网络形态将会是多样化的。除了公共网络,私有网络和专用网络也将是LPWAN一种主要的部署和营运模式。Transforma Insights的研究数据显示,到2030年,在非授权频谱LPWAN设备中将有54%是通过私有网络连接;而值得注意的是,NB-IoT等以公共网络为主体的授权频谱LPWAN,也在积极尝试纳入私有网络的模式,或是试图将私有网络接入公共网络之中。

这样的趋势也意味着在LPWAN领域,是无法只用一种网络去满足所有用户需求的,正确的做法应该是根据终端应用的实际需要,定制其网络部署和营运方案。然而,考虑到实际状况,与人们习惯的网络部署和营运模式相比,这样的做法显然既费力又耗资不菲。

图3:2030年LPWAN行业应用分布图(数据源:Transforma Insights)

其次,零碎的应用,也就意味着终端设备的多元化,除了发展初期人们可想而知的一些典型LPWAN应用场景,还会不断衍生出更多的创新应用案例,比如要求网络终端支持多模块LPWAN通讯技术、同时支持无线广域网和局域网络的通讯,或者是支持GPS等地理信息功能。单一的技术架构显然无法满足这样的需求,因此也就需要更为整合的应用开发平台来支撑。

如何突破发展瓶颈?

对于上述这些由于市场碎片化所带来的挑战,在LPWAN生态圈行业内已经有越来越深刻的体悟。因此围绕于此而展开的探索,也正紧锣密鼓地进行,其中也有不少创新的方案和模式可供参考。

例如在支持多标准、多场景的应用开发平台方面,安富利不久前推出了可同时支持LTE-M/NB-IoT、蓝牙5.2和GPS的AVT9152模块。该模块以Nordic Semiconductor为基础,集成了LTE-M/NB-IoT调制解调器和GPS的nRF9160低功耗SiP零组件,以及nRF52840蓝牙5.2/BLE先进多协议SoC,在一个仅26mm x 28mm尺寸的封装中就可提供包括蜂窝LPWAN、以2.4GHz为基础的多协议无线电(包括蓝牙5、ANT™、Thread、Zigbee、IEEE 802.15.4和特有的2.4GHz RF协议),以及卫星定位在内的多种功能。在医疗相关的接触者轨迹追踪、物流和资产追踪、自动贩卖机、自助服务终端设备、医疗设备,和智慧建筑自动化等领域,都可以成为高灵活度且可扩展的技术平台。以AVT9152模块为基础,安富利也顺势推出AVT9152评估套件,为开发者提供一个完整的设备连接到云端平台,从而帮助客户缩短产品上市时间,为实现创新LPWAN应用提供帮助。

图4:安富利可支持LTE-M/NB-IoT、蓝牙5.2和GPS的AVT9152模块(图片来源:Avnet)

当然,技术平台只能算是LPWAN获得发展“新动力”所需的其中一个环节。如上文所说,面对个别的网络部署和营运需求,必须要有更完整的定制化方案,才能解决客户的痛点。在这方面,安富利作为全球领先的技术分销商和解决方案提供商,也展现出了其作为业界领导者的优势所在。

具体来说,安富利一直致力于提供端到端的IoT解决方案,这样的方案实际上可以算是一个综合的生态系统。因为它不仅整合了全球领先芯片和零部件厂商的硬件资源,还囊括了IoT开发所需要的软件和云端计算资源。以这样一个统一的平台为基础,就可以囊括LPWAN网络创建和运作所需,包括从早期的技术咨询、中期的开发,到后期的网络部署等全部流程。

拥有提供一站式解决方案的能力,不论客户在实际LPWAN应用的方面提出何种要求,安富利都可以通过整合平台中各方面的要素、资源,中立且客观地给出技术方面的建议,并且提供一个最合适的解决方案。同时,安富利也具备在产品整个生命周期中提供技术服务的能力。

图5:安富利端到端的IoT解决方案和服务,为LPWAN的部署和运作带来便利

本文总结

总而言之,经过最开始5年的快速发展,今日LPWAN的发展已经走到了一个转折点,原有的市场驱动力,其优势目前或许已山穷水尽,但在柳暗花明处人们则必须将更多的注意力聚焦在LPWAN的应用上,才能在下一个5年的发展中占据最有利的竞争位置。

要突破LPWAN应用发展的瓶颈,既需要创新的应用开发平台,也需要端到端的解决方案和服务,如此才能让LPWAN网络的提供商或拥有者能加速网络的部署和应用,尽快从LPWAN中获利。正因如此,安富利身为全球领先的技术分销商和解决方案提供商能够为客户提供有价值的方案和服务,与客户一同携手迈向LPWAN的美好未来。

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