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寻路物联网初阶:多路线技术的竞速和互融

作者:智汉科技 日期:2023-05-17 19:10:38 点击数:357

进入万物互联时代,物联网相关技术的演进和应用正处在高速迭代发展阶段。

如今,大到工作场景中的智慧楼宇、智慧工厂,小到家庭场景中的水表、音箱设备。物联网技术已经渗透到了日常生活的方方面面。但即便如此,物联网的发展依然处在初级阶段,还需要不断应对技术革新和商用深化的挑战。

近日,Semtech全球销售高级副总裁Mike Rodensky接受21世纪经济报道记者专访时表示,当前物联网市场中存在较多不同标准,要发展到一定阶段令所有产品都能够用同一个标准去连接使用还比较难,因为不同设备商的产品同步,连接和交互操作也就不同,这导致对消费者来说还没有完整的物联网解决方案可以实现统一操作。就类似早年间的手机在世界的不同区域并不通用,是在有了统一的移动蜂窝通信标准之后,才实现今天人们在任何地方都可以顺利使用手机的局面。

技术融合将是其中一条路径。类比来说,目前所有物联网领域的玩家都想切下更大一块蛋糕,但实际上我们应该一起将蛋糕本身做得更大,这样我们每个人能得到的蛋糕才能更大。这就需要物联网生态中的企业通力合作去实现。”他续称,Semtech近期宣布完成收购物联网解决方案提供商Sierra Wireless,就是希望将LoRa技术与蜂窝通信技术共同纳入方案中,给客户提供更多选择。“LoRa技术针对特定场景有很好的方案,但某些蜂窝技术以及WiFi、蓝牙等也有各自专长,我相信NB-IoT和LoRa技术将会有更多融合,并将共存。


最后一公里通信  

随着越来越多物联网设备具备连接和智能化功能,无线通信解决方案LPWAN(低功耗广域网)随之发展。其中主要包括蜂窝通信技术类型NB-IoT,非蜂窝的LoRa、SigFox等技术。

由于连接的设备量巨大,物联网市场潜在规模也很庞大。2022年发布的《“十四五”数字经济发展规划》将物联网列为中国数字经济的七大重点产业之一。据IDC预测,2026年全球物联网企业级投资规模预计将达1.1万亿美元,而中国物联网IT支出规模将近2981.2亿美元。

从具体的技术路线方面,分析机构ABI Research预测,全球非蜂窝LPWAN连接将在2026年达到13亿,其中,中国非蜂窝LPWAN连接将超过4.5亿,LoRa将占据其中79%份额。

“个人认为,LoRa并不仅能被当成低功耗广域网络(LPWAN)通信技术的概念,更可以被认为是最后一公里的连接解决方案。举例来说,你有一个路由器,可以通过CAT.1(一种蜂窝物联网连接技术)连接到云,然后通过LoRa技术连接到诸多终端设备节点。对于网络运营商来说,只需要支付一笔费用,就可以实现连接成百上千云端的终端设备。”Mike Rodensky对记者分析,因此蜂窝技术与LoRa技术是高度互补的广域连接网络技术。

寻路物联网初阶:多路线技术的竞速和互融 (图1)

(Semtech全球销售高级副总裁Mike Rodensky接受采访现场,图源:Semtech提供)

Semtech中国区市场战略总监成晓林受访时介绍,无线技术有不同种类,如蓝牙、Wi-Fi、NB-IoT等。但是LoRa的独特在于,其传输距离较长、功耗更低、灵敏度较高、抗干扰能力较强。LoRa技术可在噪声下20dB解调,而其它物联网通信技术必须高于噪声一定强度才能实现解调。

“LoRa对运营商网络是很好的补充。比如一些客户做工业网关,可以通过4G和5G做回传,而它下面的节点是用LoRaWAN收集传感器的信息,再通过运营商网络回传到云;一些用传统方式做信息传输的客户,推进数字化过程中,在布线和成本方面面临着不少挑战,于是也开始用LoRa无线连接来代替有线连接。”他举例道。

从国内当前的应用来看,LoRa主要用于智能楼宇及园区、资产追踪、电网监测与能源管理、表计、智慧农业与畜牧管理、工业自动化等。因此NB-IoT和LoRa在不少场景中存在一定重叠。

不过Semtech亚洲区销售副总裁黄旭东分析,两种技术在某些地方虽然存在竞争,但在某些地方又是可以互补的。而物联网市场规模很大,LoRa有自己独特的应用范围和场景。

“对希望自由创新的客户来说,从连接、组网到应用,LoRa都能让他们实现高度自控和自由选择。长远来看,LoRa在私有网领域十分具有发展前景。在私有网+公网的场景中,LoRa和NB-IoT非常适合互补。LoRa具有自组、安全、可控的特点,可以支持客户完全控制从连接、组网到最后的应用平台。 ”他补充道。

据统计,截至2023年3月末,全球已部署600万个基于LoRa的网关,基于LoRa的终端节点3亿个,采用LoRaWAN连接的公共网络运营商达181家、且还在持续增加。

应对外部挑战

在当前的半导体下行周期中,几乎所有企业都面临部分业务的成长性挑战,其影响程度可能直接与多元化业务的部署程度强关联。

财报显示,截至2023年1月29日的12个月财务周期中, 2023财年Semtech公司约实现7.57亿美元净收入。旗下三大业务按照净收入占比来看,基础设施业务占比38%、高端消费终端占比21%、工业类业务占比41%。

Mike Rodensky对记者表示,Semtech的业务非常多元,全球业务布局同样很多元化。旗下业务量中,有20%的业务在中国市场、20%在欧洲、40%在北美市场,20%在全球其他地区。

虽然过去一年多,消费者市场相对疲软,但如果看工业和汽车业务部分,实际发展态势不错。

“在消费电子方面如果可以给公司带来差异化的优势,我们会投入去做。但可能不会过多聚焦在3C电子产品。”他进一步介绍,而工业市场本身具备多元性,其中囊括了很多类型应用。比如在设备管理、楼宇管理过程中减少碳足迹;食品安全市场帮助定位追踪和溯源管理畜牧产品、帮助餐厅维持食品保鲜等。“目前只有LoRa技术可以穿透冰箱的金属层,获得传感器数据。因此很多餐厅和商超都搭载了该项技术,比如星巴克。”他续称。

成晓林则指出,LoRa已经被纳入我国国家电网的电力物联网标准。在光伏发电和风力发电领域,LoRa有独特优势。比如在光伏领域,基于LoRa的逆变器可以实现实时关断功能,一旦出现安全事故,就可以及时关断,同时也可支持收集部分信息。

对于成长性较高的汽车市场方面,Mike Rodensky表示,汽车具体可以分为三部分:新能源车本身就有很大市场,汽车充电基础设施、充电桩等,智能电网——其中都蕴含着巨大机会。比如在电网场景的运营商会面临很大压力,绝大部分新能源车都是在白天驾驶、晚上充电,在充电高峰期如何平衡负载便成为一个难题,而LoRa技术可以帮助解决这一难题。

据统计,资产追踪已经成为LoRa在中国的最大垂直应用市场,未来其市场规模还将持续扩大。据ABI Research预测,2026年,中国资产追踪领域的LoRa芯片出货收入将达9324万美元,相比2022年将增长三倍。

该机构指出,环境监测将成为LoRa在中国的第二大应用领域。基于LoRa的方案能够及时监测和报告温度、压力、污染水平和其他环境变量,检测火灾和处理告警,帮助提高管理效率,并优化能耗。

探寻技术升维

在物联网技术和蜂窝通信技术仍在持续向前发展的进程中,物联网企业也将探寻进一步的技术升级和发展机会,包括与新通信技术路线的融合等。

近些年来,卫星互联网技术开始更多被应用在消费级市场中,对于物联网同样如此。

Mike Rodensky告诉21世纪经济报道记者,目前全球已经有四家公司部署了基于LoRa提供的卫星通信解决方案。“LoRa技术和卫星通信技术是高度互补的关系。举例来说,在非洲这类基础设施不算完善的地区,一些偏僻地方的山火、野火等识别,就可以很好用到LoRa和卫星通信结合的技术。”据介绍, Semtech刚刚推出了最新的LoRa Connect LR1121,这是一款无线通信和无线连接芯片,据称是迄今为止射频性能最佳的LoRa收发器,还支持Sub-GHz 、2.4GHz LoRa和卫星S频段的多频段通信。

“卫星通信功能很重要。Semtech未来会有更多支持卫星通信的芯片和技术。主要会应用在通信基础设施条件不够好、也缺乏必要资金部署的第三世界国家,这些国家在生产效率、数据安全、可持续发展等方面的实践也有待提高。”Mike Rodensky如此介绍。

面向通信厂商都在积极研发的6G通信技术,Mike Rodensky告诉记者,Semtech认为有三个主要机会:6G模组、6G路由器、在6G信息传输中连接边缘到云端的应用等。

“除此之外,手机等移动通信设备的电磁辐射吸收比率(SAR)在大多数国家都需要遵循一定的数值规定,中国最近也发布了《移动通信电磁辐射暴露限值》。Semtech PerSe技术的一个较大优势是人体感应,即通过自动感应用户是否靠近来优化设备射频功率。通过我们独特的技术,可以帮助设备生产厂商更好满足不同国家对移动通信设备的SAR规定要求。在这个细分市场我们在全球占据 75%左右的市场份额。”他介绍道,这将更好保证消费者安全。

Mike Rodensky指出,3GPP通信标准组织将负责对于6G的技术标准制定,那么在参与过程中,Semtech作为组织的成员之一,也将发挥差异化优势,并探寻能够解决真实世界存在的问题。

在物联网技术应用进程中,国内市场对于LoRa这种主要基于私有通信协议的传输技术也在完善规范。此前工信部发布52号文,就专门提到了相关规定。

对此,Semtech中国区LoRa市场战略总监甘泉分析,根据中国工信部信通院的规范,52号公告公布的内容,其实是对LoRa有很大帮助,加强了LoRa行业中的规范,如规范了输出功率、发包时长等,有利于行业发展。“事实上在中国市场,LoRa技术可以使用在470频段以及433频段,只是对LoRa使用的规范和要求略有不同。”

长期来看,对于后续的技术提升方向,Mike Rodensky对记者表示,其一是,在信息传输过程中,Semtech帮助捕捉所有大数据,之后可以帮助企业进行更有效地商业决策;其二是处理在云端的大数据,Semtech已经有技术部署在超大规模数据中心、LTE、5G前传应用等,能够帮助高速的光纤数据传输。

21世纪经济报道记者骆轶琪 深圳报道


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