IoT的世界,谁能笑到最后?

3GPP在上周更新了主页,在显著的位置更新了3GPP三个IoT通信技术标准的进展情况。这一方面顺应了6月份NBIoT标准化的完成,体现了3GPP对于物联网技术标准化持续的重视;另一方面,也展示了3GPP对于以NB-IoT为代表的这一系列标准的信心,仿佛已经坐定了半壁江山,要笑看风起云涌。

IoT市场确实会风起云涌,但是,谁能笑到最后呢?

鸟瞰IoT的世界

设备和设置之间能够在不经人为干预的情况下进行(无线的)数据通信是物联网的基础。按照设备间通信距离的长短,可以把物联网通信技术一分为二:一类是目前普遍应用于智能家居设备中的固定及短距离通信技术,这类技术的代表是ZigBee、WiFi、NFC等;另一类是以智能抄表为典型应用场景的广域网传输技术,统称为低功率广域 (Low Power Wide Area,LPWA )IoT技术。

这时我们还没有看到3GPP的影子。继续根据使用的频谱的授权情况,LPWA IoT技术可以细分为以LoRA、SigFox为代表的使用非授权频段的技术方案,以及工作在授权频段上的技术方案,这一类技术方案的代表就是工作在蜂窝网频段中的3GPP E-GSM-IoT,eMTC,NB-IoT。

如果从实际应用的角度来看,固定及短距离通信,占IoT通信连接总数量的70%以上,剩下不到30%采用LPWA IoT技术进行连接。

所以,从总体上看,IoT的世界大概是这样一个情况:

3GPP的LPWA-IoT世界

LPWA IoT技术需要满足4个需求:

长电池寿命:在满足每天小数据量交换的情况下,有至少10年的电池寿命;

低成本:IoT业务可能只能带来传统移动通信业务1/10甚至更低的ARPU,因此IoT设备必须非常廉价,同时部署IoT设备的成本也必须低廉;

覆盖增强:IoT设备可以部署在相对极端的环境下,例如地下室、电梯中,因此链路预算必须增加以应对额外的穿透损耗,例如增加一堵墙。

支持海量链接:实际应用中,IoT设备的增长速度会远超其他移动通信设备(如手机),并且分布可能非常不均匀,因此LPWA IoT技术必须支持海量终端同时连接。

针对上述条件,3GPP发布了三个通信技术标准:

  • 基于GSM,针对IoT优化的E-GSM-IoT;

  • 基于LTE,针对IoT优化的eMTC;

  • 基于窄带LTE,对IoT优化的NB-IoT;

三种标准的技术对比见下表:

下面这个图看起来,可能更加直观:

不难看出,工作在GSM频段内的E-GSM-IoT从技术性能的层面上,已经可以满足LPWA-IoT的需求。事实上,现今工作的LPWA-IoT设备中,60%~80%都工作在2G频段。但是,随着全球运营商已经开始推动蜂窝网络向5G演进,蜂窝网频段内LPWA-IoT技术方案的演进将不可避免。与此同时,市场的变化也会加速这种变化。

IoT的世界,谁能笑到最后

到2025年,采用固定及短距离通信技术进行通信的IoT设备仍然将占据绝对主要地位。但是分析也同时指出,LPWA-IoT设备数量的增长,也将非常可观:

(Cisco Visual Network Index 2016 Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2015–2020 White Paper.)

蛋糕很诱人,但是对于LPWA-IoT来说,市场却存在非常多不确定性。

首先是授权频段和非授权频段技术阵营间的竞争。虽然从目前的情况来看,运营商会在蜂窝网授权频段中采用3GPP标准化的IoT标准,例如NB-IoT,是一种技术演进必然的选择。但是,就如同高级饭店的大厨为了不出闪失,每次做菜一定都会规规矩矩地按照菜谱操作一样,运营商采用标准化的在授权频段工作的IoT技术方案,本质上只是一种“套路”,一种和推广2G/3G/4G网络相同的,“可控”且“安全”的套路。其实不仅仅是针对IoT市场,对于作为服务提供者的运营商来说,不论何时,金主爸爸才是唯一的上帝。工作在非授权频段的LoRa或Sigfix,和工作在授权频段的3GPP的E-GSM-IoT、eMTC、NB-IoT并没有高低贵贱之分。

另一方面,从技术的角度来看,对于非授权频段的技术方案来说,除了有来自在躲在授权频段这个保护伞下的技术方案的竞争压力,一个更为残酷的事实是:非授权频段的技术竞争是真正的丛林竞赛。由于没有频谱限制的门槛,永远都会有新的竞争者加入进来;而对于工作在授权频段的3GPP的一众标准及其未来演进版本来说,未来是不是有足够多的细分市场来养活多个标准,以及对市场需求预测的不确定性和标准化进程周期间存在的失调的可能,也将造成困扰。

IoT市场里谁能笑到最后呢?答案很可能是这样:

 

IoT市场就好像一锅八宝粥,虽然表面看起来平平常常,一览无遗,但只要勺子在锅里一搅,就没准儿突然舀上来颗枣,或者一种没吃过的豆子来。

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