LPWAN技术：蜂窝运营商如何下注

低功耗广域网（LPWAN或LPWA网络）是一种新型连接技术。近年来，LPWAN技术渐渐被认为可以替代传统无线技术如2G/3G，来实现大量的物联网应用，它提供了许多物联网应用所需要的低成本、高效率通信。AT＆T、沃达丰或中国电信等移动网络运营商（MNO）已经意识到这种技术所带来的潜力以及威胁，且他们采用了各不相同的LPWAN策略。

注：物联网连接不包括任何计算机、笔记本电脑、固定电话、手机或平板电脑、传感器，带有主动节点/设备的计数器或集中端点的网关。不考虑单一通信技术（如RFID、NFC）。有线连接包括以太网和现场总线（如工业连接PLC模块）；蜂窝包括2G、3G、4G；LPWAN包括授权和非授权低功耗网络；WPAN包括蓝牙、Zigbee、Z-Wave或类似产品；WLAN包括Wi-fi和相关协议；WMAN包括非短距离网格；其他包括卫星和任何范围的公有网络。

IoT Analytics最近发布了一项长达260页的市场研究，努力探测物联网连接领域的一部分，调查了LPWAN市场和LPWAN技术的现状和未来展望。

IoT Analytics预测LPWAN将成为未来5年内增长最快的物联网连接技术。LPWAN连接的数量预计每年增长109％，并且将在2023年突破10亿大关。目前，该市场仍处于早期阶段，其特点是高度技术分散。IoT Analytics调查了16种LPWAN技术，发现他们的网络占用空间远非全球性的。

然而市场评估显示，市场正在围绕这些LPWAN技术中的一些技术迅速整合，特别是在非授权频谱的Sigfox和LoRa技术，以及在授权频谱中的NB-IoT和LTE-M。在过去几年中，这4项技术在公共网络部署的数量和速度方面是前所未有的，无论是现有的电信运营商还是小型网络提供商。

实现这4项中每一种技术的普及和全球覆盖，需要一组良好的本地移动网络运营商。在这里，我们区分了蜂窝运营商，即已经运营蜂窝网络（2G、3G或4G）的公司和非蜂窝运营商。

IoT Analytics统计了199个商业部署中使用这4种技术中的一种进行操作的公共LPWA网络。这些网络中的每一个都由不同的运营商在国家、地区或城市范围内部署，事实上可能存在有更多我们还未可知的网络。

据LoRa联盟称，截至2018年10月，共有83家运营商推出了公共LoRaWAN网络，覆盖49个国家。如果算上区域型LoRaWAN网络，那么LoRaWAN部署的国家数量将增加到95个。

大多数LoRaWAN公共网络都由小型非蜂窝运营商构建和管理，并且地理覆盖范围有限（通常在城市或区域范围内）。其中一些运营商是专门部署LoRaWAN网络的新公司，但也有许多运营商来自其他物联网或电信相关业务，如有线宽带互联网和电话提供商、广播和电视广播公司，以及各种其他电信服务和物联网端到端解决方案的提供商，包括中兴通讯、Tata Communications、Orange和KPN。

总体而言，与其他LPWAN技术相比，LoRaWAN运营商的范围最为分散。

根据Sigfox的说法，截至2018年10月，他们的LPWAN网络遍布全球57个不同的国家。2017年12月，该公司声称已覆盖超过45个国家，而2016年11月，Sigfox在26个国家开展业务，因此，在过去两年中，Sigfox覆盖的国家数量增加了一倍之多。一份Sigfox的区域覆盖地图显示，全国性覆盖范围仅在西欧国家提供，而在世界其他地方，少数几个主要城市和人流量大的地区网络覆盖范围相当普遍。

在网络运营商方面，Sigfox给每个国家的一个运营商提供网络部署的专有权，Sigfox运营商都不是蜂窝移动网络运营商，其中许多都是这个领域的新角色。

据GSMA称，截至2018年9月，共有46个商业部署的NB-IoT网络遍布28个不同的国家（欧洲17个、亚太地区8个、中东和非洲3个）。部署这些网络的运营商都是已经拥有LTE网络的蜂窝移动网络运营商，如沃达丰、T-Mobile、Orange、Telefonica以及中国三大运营商。对于他们来说，推出NB-IoT网络相当简单，因为可以重新使用他们现有的LTE基础设施，并且在许多情况下，他们只需要固件升级他们的LTE基站以支持NB-IoT。

根据GSMA的数据，截至2018年9月，共有13个LTE-M网络在12个国家（亚洲太平洋6个、欧洲2个、北美1个、拉丁美洲1个、中东和非洲2个）中进行了商业部署。对于NB-IoT，这些都是AT＆T、Verizon、KPN和Orange等蜂窝运营商，在许多情况下只需要升级其LTE基站以提供LTE-M覆盖。

在目前全球运营的750多家蜂窝移动运营商中（根据GSMA数据），迄今只有52家部署了商用LPWAN网络，不到7％。

根据这些运营商应对LPWAN技术出现的方式，可以区分出4种不同的策略。

策略1：对LPWAN技术持观望态度

有些小型运营商极不相信LPWAN与其业务相关，因此至少在近期不打算采用任何LPWAN技术。其他国家，尤其是欠发达国家，要么没有LTE基础设施，要么覆盖率低，而他们的GSM网络仍然有很大的吸引力。对于他们来说，与LPWAN连接的预期额外收入相比，投资LPWAN的成本太高，他们可能会在对其基础设施进行额外投资之前等待5G标准的整合。

策略2：仅关注一种获得授权的LPWAN技术

在已经加入LPWAN潮流的手机运营商中，大多数人只押注一种获得授权的技术（NB-IoT或LTE-M），主要是他们认为更强大的技术在本地市场具有最高的吸引力。目前，我们统计了42家已经推出仅基于一种LPWAN技术的国家移动网络运营商，事实上还有一些正在推出LPWAN或者已经宣布计划在不久的将来实现这一目标的运营商。

策略3：关注两种获得授权的LPWAN技术

少数蜂窝运营商在部署LPWAN网络时，同时押注了NB-IoT和LTE-M。根据GSMA提供的信息，截至2018年9月，有8家国家移动网络运营商在同一国家内已推出或即将推出两种授权的商业LPWA网络。它们是：

AIS（泰国）

APTG（台湾）

Dialog Axiata（斯里兰卡）

Etisalat（阿联酋）

Orange（比利时）

SingTel（新加坡）

Telstra（澳大利亚）

Turkcell（土耳其）

尽管仍然是少数，但部分蜂窝运营商已显示出对授权和非授权LPWAN，特别是LoRaWAN的兴趣。

据IoT Analytics所了解，目前仅有两家运营商部署了全国范围的LTE-M和LoRaWAN网络：

法国运营商Orange已在比利时部署了NB-IoT和LTE-M网络，同时法国还拥有LoRaWAN网络。其他移动运营商，包括Swisscom、Proximus、SoftBank和Bouygues Telecom（通过其子公司Objenious）已加入LoRa联盟，并部署了LoRaWAN网络。虽然他们没有发布有关授权技术的公告，但可以肯定的是，如果不是两者兼有，他们可能在未来使用NB-IoT或LTE-M来补充他们的LoRaWAN产品。

策略3和策略4显示了未来LPWAN网络的趋势，即蜂窝运营商投资于多种LPWAN技术。这既有技术原因，又有战略原因。

鉴于不同技术的互补性，结合多种技术，运营商可以满足更广泛的物联网应用需求。虽然LTE-M和NB-IoT的互补性是众所周知的，但前者更适合具有更高数据传输需求的高端应用，然而最近一些LoRa供应商强调了LoRaWAN与授权技术的结合使用。LoRaWAN与授权技术之间可能的协作模式是使用LoRaWAN来改善授权网络边缘区域的覆盖，或者以低成本在以前未覆盖的区域中提供覆盖，从而将覆盖范围扩展到LTE基础设施之外。

投资多种技术通常需要为网络基础设施支付少量额外费用——至于LTE-M和NB-IoT，同时升级到两者的成本仅比升级到一种技术的成本高出20％——但它允许运营商区分其投资并降低风险。虽然像LoRa和NB-IoT这样的技术正在获得越来越多的认可并且可能会继续存在，但大多数LPWAN技术仍然具有不确定的未来，可能无法达到最初预期的设备数量。在美国的LTE-M只是个例，AT＆T和Verizon最初押注LTE-M只是为了满足物联网连接的需求，且在2017年完成了网络推广，但是由于该技术的低市场吸引力和客户对NB-IoT的高需求，两家运营商最近都宣布计划在2019年内部署全国范围内的NB-IoT网络。

对于行业专家来说，这种趋势不应该让人感到意外。几年来，他们中的一些人已经强调了没有一种LPWAN技术可以覆盖所有应用。最后，我们相信多技术战略将是这个市场成功的关键，而且运营商似乎已经得出了相同的结论，并且正准备这样做。