物联网场景多样化,LPWAN垂直细分领域玩家开疆拓土
作者 | 核芯产业观察2022-12-21

电子发烧友网报道(文/莫婷婷) IoT Analytics数据显示,2025年,包括蜂窝IoT及非蜂窝IoT技术在内的全球联网IoT设备数量将超过300亿个。如果从IoT连接分布来看,有超过六成的IoT设备采用的是窄带(低速率)连接,适合LPWAN(低功耗广域网)应用的超过100亿个;用到5G、4G Cat.4等高速业务的占比约为一成。随着窄带技术的应用,物联网从无线抄表进入无线消防、智能建筑、智能工厂等更多的行业应用中。

在LPWAN技术里,主流通信技术包括LoRa、NB-IoT,并且在2020年都实现了亿级的连接数。当然,在这两项技术之外,在更低功耗和更低速率的连接领域还有多家通信技术厂商发力,并且在垂直领域打造出自己的竞争优势,例如道生物联主推新一代大容量LPWAN通信技术——TurMass™,磐启微电子主推Chirp-IoT,盛路物联自主研发DDA无线网络技术(动态加密空间密集覆盖蚁群模式),千米电子研发出名为LaKi的无线通讯协议,这是一项包含MAC层无线通讯协议和PHY层射频SoC芯片的全新技术。

LPWAN技术细分领域百舸争流,不同技术的规模化连接也助推LPWAN技术在IoT领域的分布。然而,通信技术的多样化,以及IoT连接分布领域有所拓展,并不意味着物联网已经实现万物互联。为何物联网发展至今已超20年,没有进入快速发展阶段呢?道生物联 CEO何辉表示,“其实有一点很重要,针对最大量的窄带设备并没有很好的技术。”

物联网技术在开辟新场景时,要实现万物互联还需要面临新的需求挑战。一是在系统容量大。例如在智慧城市和智能建筑场景中设备众多,一个建筑可能有上千盏灯都需要进行能源管理、开关控制等管理,大型仓库里有大量的资产,设备量大且发送频密,这都是现在的窄带网络很难胜任的。

二是覆盖范围大、穿透力强。例如农业、木业的覆盖可以达到几十公里甚至到上千平方公里,海洋物联网、卫星物联网的传输距离还超过百公里;另外还面临建筑遮挡等更复杂的环境。三是高速率。在工业物联需要实现秒级实时控制,并且需要传输工业现场的高密度传感数据。四是简单可靠,成本低。

道生物联认为,万物互联的关键点是:海量接入低成本。海量接入意味着能够接入更多的设备、覆盖更大的范围以及支持包括高速率、中速率、低速率等更多类型的设备,总结来看就是高并发、高灵敏度和多种速率。低成本意味着设备成本、网络部署成本、运维成本都要降下来,也就是要提升网络容量和覆盖性能。

何辉认为,传统的物联网多用户接入方式存在不足,比如基于唤醒的接入,例如抄表的网络无法应对突发实时传输,并且频繁唤醒功耗大;LoaR等小无线网络的ALOHA随机接入的频谱效率低、系统容量低,由于接入的成功率低,会导致重传,也间接增加功耗成本;此外,NB-IoT采用的是请求和授权的输入,会影响效率和功耗。

为了解决上述传统物联网技术存在的问题,道生物联自主研发了TurMass™。根据官网介绍,该技术基于mMIMO(大规模天线)、支持海量接入,在系统容量、传输带宽、功耗和综合成本方面处于国际先进水平,其中容量可以提高100倍,速率提升6倍,覆盖范围可提高4倍,终端成本和系统成本分别可以降低四成和五成,包括自组网、小规模组网、星形中继组网以及星形组网等多种方式。

频谱图对比(图源:道生物联)

频谱图对比(图源:道生物联)

mMIMO技术一般是用来提升带宽,而道生物联用其提升了系统容量,这就为TurMass™带来了高容量的特点,再加上窄带调制带来的高灵敏度,实现有限频带大容量接入,并且在一定程度上解决了传统物联网技术存在的问题。

商用是决定一项技术能否被市场接受的关键,何辉表示,TurMass™在智慧城市、智慧园区、工业物联网以及行业专网等领域都有了成功的应用。尽管暂时还不能撼动NB-IoT和LoRa的主流地位,LPWAN技术的新入局者——道生物联在物联网市场上取得一席之地,这意味着其他专注于垂直领域的通信技术玩家也同样拥有机会,当然最终能否成功还得依靠商用价值。

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