因應物聯網(Internet of Thing;IoT)遠距離通訊需求而生的低功耗廣域(LPWA)網絡正日益成長,但根據其支持陣營表示,其中的一些先進選項——超長距離低功耗數據傳輸(Long Range:LoRa)和窄頻物聯網(NB-IoT),仍然有大量的技術工作尚待完善中。同時,曾經是新興領域技術新寵之一的Sigfox,如今看來正在苦苦地掙扎求生存。
整體而言,物聯網正逐漸獲得市場動能。但是,當今的成長驅動力——企業用戶,需要的是一種更易于將IoT數據饋入其信息技術(IT)系統中的方式。然而,這也是目前多家公司致力于以其開發中的韌體加以填補的缺口。
去年有超過3,200萬套采用免授權LoRa網絡的裝置出貨,導致LPWA網絡擁塞。據市場研究公司IHS Markit表示,基于LTE的NB-IoT才剛剛起步,但其成長力道強勁,2017年出貨量超過1,600萬套。
網絡網關和終端節點供貨商Multitech技術官David Smith說:“我們看到在Cat-M1、NB-IoT和LoRa等領域的全線成長,但目前最大的市場成長來自于LoRa,部份原因在于蜂巢式物聯網的覆蓋范圍仍然不穩定。”
LoRa和NB-IoT——兩種LPWA網絡都還有許多工作尚待完善中。
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LoRa網絡之間的漫游標準最快要等到今年稍晚才能完成。而有些LoRa用戶希望能夠進一步支持更多的展頻因子(SF)和更廣泛的通道,以覆蓋更多的用例。
此外,有些則需要更窄的通道,才能在擁擠的2.4GHz頻帶上處理共存問題。其他人則希望將封包上時間戳的準確性從現在的25微秒(μs)縮短到30奈秒(ns),以便在10公尺(m)范圍內提升定位準確度。
也許最重要的是,LoRa用戶仍然在等待獲Semtech授權的業者開發出更低成本的整合芯片組,例如微芯科技(Microchip)、瑞薩(Renesas)和意法半導體(STMicroelectronics;ST)等。Semtech無線產品營銷總監Vivek Mohan表示:“到今年年底,你就會看到其中的一部份出樣。”
該公司并預計不久將在中國發布獲授權商,他們主要是為自家應用設計芯片的當地OEM。截至目前為,中興通訊(ZTE)的業務停擺并未對于他在中國主導的LoRa網絡帶來任何麻煩,Mohan強調,在與中國聯通(China Unicom)等業界伙伴合作下,LoRa網絡在上海各地已經啟用一年多了。
Semtech計劃及時發布新的網絡網關芯片,以便于系統在明年夏季出貨。它將支持展頻因子5和6以及更多下行鏈路通道,支持像自行車共享等服務。同時,他并補充說,該公司目前還在部署可實現更精確時間戳和定位的純軟件解決方案。
NB-IoT降低功耗
至于NB-IoT,最初的3GPP第13版(Release 13)由于缺乏行動支持,而且比起LoRa的功耗也更高。Ceva于本周推出一款據稱能夠實現Release 14版本160-Kbits/s數據速率和14-dBm功率傳輸的核心,該公司宣稱這款核心將是用于未來部署的關鍵。
但有人說NB-IoT的功耗比LoRa更高了10倍。這是因為NB-IoT在睡眠模式下的功耗約25微安(mA),而且大約每小時喚醒一次與基地臺通訊。相形之下,LoRa芯片在睡眠時的功耗不到1mA,而且只有在必須發送數據時才會喚醒。
Ceva的DragonFly NB2核心采用更快的Release 14數據速率和更低的發射功率級,盡可能地減少NB-IoT功率放大器(PA)的利用。盡管Ceva在Release 13核心中擁有超過10款設計,Ceva無線部門業務開發總監與產品營銷經理Emmanuel Gresset解釋,“由于功耗問題,客戶都希望升級設計到Release 14......因此,未來將不再支持Release 13,并由Release 14完全取代”。
他說,各種不同的芯片、模塊和系統供貨商將為新的蜂巢式物聯網標準開發SoC,特別是在中國。IHS則表示,中國政府的物聯網計劃正致力于推動大部份的NB-IoT部署。
有些人則對最新標準采取更慎重的看法。IHS分析師Sam Lucero說:“Release 14并非改變游戲規則,而是一種漸進式改善,因而不會從根本上改變發展軌跡。”
Telit應用工程副總裁Ken Bednasz表示,NB-IoT模塊尺寸將從28mm2縮小至下一代芯片組的15mm2。“業界正在致力于解決的事情之一是為地下室和地下的智能電表擴大RF覆蓋范圍。”Telit是一家采用高通(Qualcomm)和Altair芯片的模塊制造商。
同時,據稱Sigfox今年并未達到網絡注冊至少600萬活躍用戶的目標。該公司透露,截至今年2月時約有250萬用戶,最近的數據則更新到300萬用戶了,但是,IHS IoT分析師Lee Ratliff說:「相較于LoRa,它已經遠遠落后了?!?/p>
整體來看,商業用戶正在慢慢地部署物聯網網絡,但他們缺乏挑選硬件的經驗,他們需要一種簡單的方法將物聯網數據導入IT系統。Multitech的Smith說:“對于企業來說,目前的方式十分混淆,他們還得花時間學習。”
而僅在LoRa領域,諸如Everynet、Kerlink、Multitech和Senet等公司均致力于開發中介韌體,以建構IoT與IT之間的鏈接。隨著企業開始關注如何透過物聯網網絡取得投資報酬率之際,這已成為克服挑戰的重要部份。
Smith說:“有些人確切地知道自己要做什么,有些人大概知道且在試著搞清楚具體情況,但是,還有很多人不知道可能做些什么,而且也不了解設備的最新技術狀況。”