與傳統的連接消費設備相比，企業物聯網的三個主要硬件特征是：低功耗、小設備尺寸和小數據包。為了滿足這些獨特的要求，物聯網需要一套新的連接技術，這些技術并不專注于網絡的不間斷連接和更高的語音、視頻和瀏覽帶寬。進入低功耗廣域網 (LPWAN)，從 2010 年左右的第一波 Sigfox 和 Cycleo（LoRa 調制 IP 背后的公司）開始，使用未經許可的頻譜，并繼續 3GPP 對 NB-IoT 和 LTE-M 的標準化2016 年在許可頻譜上。

雖然 LPWAN 在過去幾年中取得了巨大的增長，但它們也面臨著挑戰。

首先，由于技術提供商和企業希望了解 LPWAN 的相對優缺點，以及評估與實際性能相關的聲稱屬性，物聯網可用的連接技術的數量已經形成了一個泥潭。泥潭是造成許多廢棄的概念證明、對物聯網功能缺乏信心的原因，而且至關重要的是，采用速度慢于預期。

其次，LPWAN 仍處于不斷變化的狀態：沒有一個已成為一個易于定義的角色，并且正在以新標準和指南的形式進行實驗和技術改進。

本文概述了目前的 LPWAN 市場：技術、應用程序和生態系統動態，歸根結底，它們是網絡成功的基礎。

物聯網連接的演變。。（來源：ABI 研究）

未經許可的 LPWAN

Sigfox 和 LoRaWAN 是該領域中最知名和采用的技術，盡管還有其他技術存在。這些技術在亞千兆赫茲非授權 ISM 頻譜上運行，這使它們能夠實現遠程覆蓋和高穿透能力。從理論上講，頻譜的免許可性質意味著可以將連接價格保持在較低水平——這對于計算投資回報率至關重要。

不利的一面是，與加密許可網絡相比，ISM 頻譜受制于更多的占空比限制、較低的服務級別（例如保證消息接收）和較低的安全性。由于在蜂窩網絡之前進入物聯網市場，未經許可的 LPWAN 被認為具有先發優勢，但它們越來越不得不證明自己在物聯網中的角色和利基市場是合理的。

Sigfox Sigfox 與其他主流 LPWAN 技術相比，具有最長的覆蓋范圍、最高的穿透能力和最低的功耗。它的目的始終是使生態系統能夠構建最小和成本最低的連接設備，傳輸極小的數據包——上行鏈路上最多 12 個字節——主要是在一個方向上，從傳感器到云。

該公司還通過其商業模式與眾不同：它向全國知名的 Sigfox 運營商銷售網絡硬件和云，而后者自己則向最終客戶銷售連接。通過為其運營商提供網絡硬件，Sigfox 保留了對全球網絡參數的控制權。這帶來了另外兩個主要優勢——即，它能夠創建一個用于漫游的單一全球網絡，因此，硬件設計非常簡單。它的優勢使它贏得了資產跟蹤、計量和安全警報等方面的高調合同。

盡管如此，很少有人對 Sigfox 于 2022 年 1 月被接管的消息感到震驚。它在 2020 年虧損，其南非網絡在 2021 年進入波濤洶涌的水域，很少有人對其設備價格越來越低的預測深信不疑：1 美元按鈕而且——在其被接管的消息傳出前一周——電池壽命為 13 年的 0.30 美元的示蹤劑似乎比現實更具營銷性。它還難以證明其每年 10 歐元的連接價格是合理的，從根本上說，與許可網絡相比，數據量非常小且服務水平較低，而其他 LPWAN 的價格則大幅下降。在撰寫本文時，它的未來還不確定。

LoRaWAN 由 Semtech（協議 IP 的所有者）和 LoRa 聯盟（生態系統和技術推動者）推動，LoRaWAN 旨在開發具有比 Sigfox 更高的數據包大小和吞吐率（243 字節和 50 kbits/ s) 并具有完全雙向通信和無限消息。在過去幾年中，連接在網絡上的設備數量呈指數級增長，這得益于強大的市場教育，生態系統日益健康。

該生態系統還有兩個優勢。首先，Semtech為人們提供他們想要的東西。這方面的兩個例子是 2020 年的 LR1110 芯片，它被證明取得了巨大的成功，以及 Semtech 在同年對遠程跳頻擴頻 (LR-FHSS) 的額外支持——我最近將其描述為“Sigfox on steroids ” — 支持更廣泛的傳輸類型、更高的滲透率、更高的設備密度和非地面網絡（NTN，又名衛星）。其次，Semtech 積極參與新舉措。最近值得注意的例子包括以人為本的快速增長的 Helium、Amazon Sidewalk以及與低地球軌道 (LEO) 衛星公司的廣泛合作。

然而，LoRaWAN 在尋找安全港時并非一帆風順。隨著蜂窩 LPWAN 的流行，它的受歡迎程度可能會減弱——正如布伊格電信宣布在 2022 年 2 月末關閉其 Objenious LoRaWAN 網絡以支持 NB-IoT 和 LTE-M 所示。LoRaWAN 似乎更多地轉向專用網絡部署，LoRaWAN 基礎設施提供商 Kerlink 目前擁有其 80% 的部署。可以說，這就是 LoRaWAN 可以從其 LPWAN 競爭中脫穎而出的地方。

獲得許可的蜂窩和 LPWAN

針對無牌照LPWAN網絡，3GPP將NB-IoT和LTE-M標準化，以爭奪有牌照的網絡角落。許可網絡的運行成本往往更高，因為電信公司希望通過購買國家頻譜來收回投資成本，但也更安全，服務水平更高。最初，3GPP 加入 LPWAN 有點晚，正在追趕無牌網絡，而電信公司制定了他們的部署和貨幣化策略，并試圖從頭開始構建一個生態系統。物聯網的蜂窩網絡面臨著許多挑戰：漫游協議挑戰、定價模型、支持小型部署的能力以及對技術能力的理解只是其中的一小部分。然而，隨著生態系統的成熟，這些問題正在得到解決，加速采用。

LTE-M/NB-IoT 與未經許可的網絡相比，這些技術允許小數據有效負載和更高的數據吞吐量速度。NB-IoT 往往主要用于需要非常小的數據傳輸的固定或小移動傳感器。由于缺乏對信號塔切換的支持，它通常被認為不太適合實時資產跟蹤等移動應用程序。NB-IoT 和 LTE-M 都支持擴展不連續接收 (eDRX) 和省電模式 (PSM)，使這些技術的功耗非常低。

客戶通常會被蜂窩網絡帶來的高服務水平所吸引。這些包括消息接收保證、干擾保護、網絡安全、雙向通信、一旦電信實現其部署策略后的廣泛覆蓋、強大的硬件開發人員社區、強大的地理定位開發人員社區以及“面向未來”，如 LTE-M 和 NB -物聯網已寫入5G標準。

當前一個突出的用例是 LTE-M 上的資產跟蹤，但這些技術對于任何類型的低功耗連接傳感器設備都很流行。隨著定價和漫游的確定，這些技術已成為物聯網中增長最快的機會。

2G/ 3G 這些“傳統”網絡對于物聯網仍然非常有用。當需要高移動性時，提供 LTE-M/NB-IoT 并回退到 2G/3G 的模塊并不少見。2G/3G 具有全球覆蓋的優勢，這是 NB-IoT 和 LTE-M 尚未具備的狀態，因為在全球部署新基礎設施的成本很高，這需要更有選擇性和分階段的方法。然而，2G/3G 網絡正在接近日落（盡管在某些情況下不會持續數年）；一種流行的替代方案可能是 Cat-1，因為它能夠利用現有的 4G/LTE 基礎設施。

緊跟

上述技術現在可以被認為是物聯網中的主流。然而，這并不意味著我們處于物聯網網絡和連接性發展的終點。還有兩項值得注意。

Mioty 由 BehrTech 授權的無牌網絡Mioty已經在其主流競爭對手中贏得了多個合同，技術能力遠超市場上任何其他 LPWAN。范圍、滲透、支持丟包的能力、傳感器移動性、傳感器密度——Mioty 在所有這些方面都處于領先地位。雖然它目前缺乏全球覆蓋和開發者生態系統來支持它并成為一個長期的商業選擇，但 Mioty 的發展軌跡值得關注。

衛星 新的連接前沿是空間。許多公司已經進入了連接遠程設備的 LEO 市場，并且在 2021 年下半年，衛星發射的規模有所擴大。存在許多不同的方法，例如通過網關到衛星的 LoRaWAN 或 NB-IoT，或直接低功耗傳感器到衛星。值得關注的一項舉措是 2022 年第一季度的 3GPP 第 17 版，該版本標準化了 NB-IoT 和 LTE-M 的擴展以用于 NTN。衛星用于低功耗連接的方式存在障礙，但從中期來看，這種方法應該會為物聯網行業帶來更多機會。

從根本上說，合適的連接選擇因用例要求而異。“關鍵”或“大規模”、偏遠或城市、固定或移動——這些只是指導選擇的幾個參數。尋求幫助以找到最適合您情況的方法。

作為ABI Research支持平臺研究團隊的一員，研究分析師 Tancred Taylor 專注于資產跟蹤和可見性，包括設備的數據、趨勢和預測分析；為新興技術市場賦能的平臺、網絡和服務；以及物聯網跟蹤將實現的業務轉型。Tancred 的覆蓋范圍涵蓋許多行業，從建筑和重型設備到供應鏈和包裹和包裹。

審核編輯 黃昊宇