从用户终端分布特征看NB-IoT和LoRa网络的运营

2017-01-09 09:40 行业报道   来源:物联网智库

导读中国作为物联网终端数和应用规模最大的市场,成为各类低功耗广域网络(LPWAN)玩家开疆拓土的重要战场。虽然由于政策和商业模式的限制,LPWAN领域明星公司Sigfox暂时无法进入中国,但NB-IoT、LoRa等技术已经在国内落地生根,围绕各技术的规模化产业生态系统雏形已经形成。  

NB-IoT和LoRa网络以什么形态运营?先看用户终端分布特征

中国作为物联网终端数和应用规模最大的市场,成为各类低功耗广域网络(LPWAN)玩家开疆拓土的重要战场。虽然由于政策和商业模式的限制,LPWAN领域明星公司Sigfox暂时无法进入中国,但NB-IoTLoRa等技术已经在国内落地生根,围绕各技术的规模化产业生态系统雏形已经形成。当然,大规模的商用还需要基于LPWAN技术的网络大规模部署和运营。不过,在笔者看来,由于物联网终端和应用需求的差异化,未来的LPWAN网络并非是单一的形态,而是会形成多种形态的网络部署和运营,我们不妨从用户终端的需求角度,来考察一下未来对LPWAN网络的需求分布。

物联网终端量级和分布范围视角下的矩阵

由于低功耗广域网络是专用于物与物连接的网络,其网络的“话务模型”与传统2G/3G/4G人与人通信的广域差别很大,网络的部署要充分考虑到接入终端的特点。用户所拥有的各类物联网终端的特点非常丰富且具有高度个性化,为了方便分析,我们可以抽象出一些通用的特征,其中,用户需要接入网络的终端数量和其终端分布的范围就可以用少数几个特征值来描述。将用户终端数量和终端分布范围以矩阵的形式组合在一起,就形成了四类终端的特征,针对每一类特征,有相对应的LPWAN网络部署和运营方式,如下图所示:

NB-IoT和LoRa网络以什么形态运营?先看用户终端分布特征

具体来说,根据用户需要接入的终端量级和终端分布范围,可以大致分为四种类型,可以有不同的网络部署及运营方式适合各种类型的终端特征:

大批量终端且分布广泛1

国民经济中不少行业自身业务是面向整个城市、全国甚至全球,其生产经营过程有大量设备,产品也是批量化的。举例来说,消费电子产品行业的企业每年出货量很大,且销售到全国甚至全球各地,若该产品是以智能硬件形式提供,对于一些仅需小批量、低频率数据传输的设备来说,随时随地的网络接入尤其重要,因此通过一张运营商提供的无缝覆盖、自动接入的网络是最为便利的。如定位手环、便携医疗设备、玩具等可以通过各地运营商部署的网络,直接将终端数据传送至专门的云平台实现应用。

NB-IoT和LoRa网络以什么形态运营?先看用户终端分布特征

此类终端所使用的LPWAN网络是城市、全国甚至跨国覆盖的运营商级的网络,运营商级网络解决了此前对功耗要求极高的海量、广分布终端无法实现数据直达云端的痛点,早在2015年11月时,笔者在《蓝牙要抢Zigbee的地盘?其实它们还有一个更强劲的对手是低功耗广域网络》中对此进行了详细分析。

少量终端且分布广泛2

此类终端的特征也广泛存在于多个行业中,有些是设备本身体量大、价格高,所以数量级一般较小;有些是少量分布的终端数据非常重要,且通过远传可以大大节省人力。前者如大型机械设备、装备制造设备等(有些大型设备由于有持续电源供电,可能使用高带宽蜂窝网络),它们本身数量并不多,但分布在全国甚至全球各地,这些设备并不一定位于固定位置,用户无法在其所有位置部署自有的网络;后者如气象、环保等分布在很多人迹罕至的地域,虽然理论上可以通过自建接入网络实现数据采集监测,但由于终端量级相对较小,专门的网络建设成本太大。

NB-IoT和LoRa网络以什么形态运营?先看用户终端分布特征

在这些情况下,使用统一的运营商级LPWAN网络是优先选择。运营商级网络的无缝覆盖特点,让同一设备处于不同位置时依然可以有效地进行数据交互,而且运营商级网络面向的是所有行业和所有个人用户,更适合小批量终端低成本接入。

大批量终端但分布相对集中3

在这里所说的用户终端分布范围较小、终端较为集中是一个相对的概念,相对于WiFi、蓝牙、Zigbee等局域网络来说,这些终端分布范围超出其传输距离。一般来说,具有这一特征的终端都在处于城市范围内,有公共设备的管理,也有企业、行业自有设备的管理,典型的包括大型仓储、市政设备、企业各类资产等。

在这样的情况下,用户可以选择通过全网覆盖的运营商级网络接入。当然,一些行业或企业如能源、公用事业、铁路、民航、交通等出于安全、可控、专用的考虑,也可以自建LPWAN专网,形成企业级/行业级的广域网络。举例来说,城市井盖、路灯、管道等终端虽然有一定分散性,但主要集中在城市道路上,公用事业部门可以通过道路覆盖的形式部署一张行业专网。

NB-IoT和LoRa网络以什么形态运营?先看用户终端分布特征

少量终端且分布相对集中4

物联网行业应用碎片化的典型特征,让各行业存在大量长尾的设备,占据未来非常广泛的物联网应用领域。往往存在大量这样的情况:中小企业认识到物联网对于他们具有重要意义,但只拥有少量需要联网的终端且分布比较集中,而且这些终端对网络的需求可能是多样化的,局域、广域、宽带、窄带需求都有,但都是少量的。

此时,自建网络意义不大,企业可以通过接入运营商级广域网络,将运营商网络作为通道,仅需支付月度/年度流量和服务费即可低成本实现连接。当然,目前也有不少物联网企业为用户提供一些点对点通信的方式,快速实现小批量终端的连接。

NB-IoT和LoRa网络以什么形态运营?先看用户终端分布特征

总体来说,本文主要从用户角度来考察对低功耗广域网络的需求。从用户所拥有的终端特征分类来看,不论终端量级,还是分布范围,运营商级低功耗广域网络由于需要实现无缝覆盖和随时随地接入,具有更广阔的应用范围。当然,仅仅运营商级网络,无法穷尽所有低功耗、广域物联网终端的需求,企业/行业级网络也有很多应用范围。一般认为,在国内环境下,NB-IoT获得电信运营商的支持,会成为未来运营商级低功耗广域网络的主力,LoRa成为企业和行业级低功耗广域网络的主力。不过,在所有参与企业的创新运作下,实际上运营商级低功耗广域网络已突破仅仅电信运营商的范畴,也形成了多种部署和运营形态,下周笔者将对低功耗广域网络部署和运营形态进行分析。

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