近日，知名市場研究機構IoT Analytics發布了最新的全球低功耗廣域物聯網（LPWAN）跟蹤和(he)預(yu)測報告。報告數據(ju)顯示，全球LPWAN連接(jie)(jie)數持(chi)續增(zeng)長(chang)，截至(zhi)2023年底，全球LPWAN連接(jie)(jie)數接(jie)(jie)近13億，預(yu)計未來(lai)幾年將以26%的(de)年復合增(zeng)速(su)增(zeng)長(chang)，到2027年連接(jie)(jie)數將達(da)到30億。物聯網的(de)連接(jie)(jie)形式呈現出多(duo)樣化態勢，LPWAN一(yi)直是其中一(yi)個備受關(guan)注的(de)形態，承載著(zhu)大量低功耗物聯網場(chang)景需求。
LPWAN在物聯網連接形態中保持穩定
2023年(nian)5月，IoT Analytics發布了全球物聯(lian)(lian)網(wang)連(lian)接數的預測，預計(ji)2023年(nian)物聯(lian)(lian)網(wang)連(lian)接數將達(da)到(dao)(dao)167億，擁有13億連(lian)接數的LPWAN占(zhan)總數的8%；到(dao)(dao)2027年(nian)，LPWAN連(lian)接數占(zhan)總連(lian)接數的比例將達(da)到(dao)(dao)10%。
從IoT Analytics的(de)跟蹤(zong)預測數(shu)(shu)據來看，采(cai)用(yong)包括無線個域(yu)網(wang)、無線局域(yu)網(wang)在(zai)(zai)內的(de)短距(ju)離通信(xin)方式的(de)物(wu)聯(lian)網(wang)連(lian)接數(shu)(shu)占(zhan)比超(chao)過70%，而包括2G、3G、4G、5G和LPWAN在(zai)(zai)內的(de)長距(ju)離通信(xin)方式的(de)物(wu)聯(lian)網(wang)連(lian)接數(shu)(shu)占(zhan)比不(bu)到30%。
LPWAN在物(wu)聯網中開始使用始于2015年(nian)左右(you)，經過不到(dao)10年(nian)時間，其(qi)(qi)份(fen)額從0增長(chang)到(dao)8%，體現出市場對其(qi)(qi)強(qiang)勁的需(xu)求。隨著(zhu)5G、Cat.1 bis等連接方(fang)式的需(xu)求快速(su)增長(chang)，LPWAN結(jie)束(shu)了高速(su)增長(chang)，但到(dao)2027年(nian)，LPWAN份(fen)額依(yi)(yi)然(ran)能夠達到(dao)10%，可(ke)見對其(qi)(qi)需(xu)求依(yi)(yi)然(ran)保(bao)持(chi)穩(wen)定，促進LPWAN的份(fen)額保(bao)持(chi)穩(wen)定。
由于長距離(li)(li)(li)物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)連接(jie)數占(zhan)物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)總連接(jie)數的(de)(de)比例(li)不(bu)足30%，10%的(de)(de)LPWAN連接(jie)數在長距離(li)(li)(li)物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)中占(zhan)據了超過1/3的(de)(de)份額，體(ti)現了在長距離(li)(li)(li)物(wu)(wu)聯網(wang)(wang)中的(de)(de)重(zhong)要性。
NB-IoT、LoRa、LTE-M主導的格局
物(wu)聯網(wang)從(cong)業者對于LPWAN都(dou)比較熟悉(xi)，從(cong)2015年開始，全球十余(yu)個LPWAN技(ji)術(shu)涌現(xian)出(chu)來(lai)，經過市場(chang)(chang)洗禮，最終形成(cheng)以NB-IoT、LTE-M代表的(de)(de)授權(quan)頻譜LPWAN技(ji)術(shu)和以LoRa、Sigfox為代表的(de)(de)非(fei)(fei)授權(quan)頻譜LPWAN技(ji)術(shu)，其中Sigfox市場(chang)(chang)占有(you)率一直非(fei)(fei)常低(di)，對整體(ti)市場(chang)(chang)變化影響(xiang)不大，因而LPWAN領域基(ji)本上(shang)是NB-IoT、LoRa、LTE-M主(zhu)導的(de)(de)格(ge)局(ju)。總體(ti)來(lai)看，這(zhe)一領域呈現(xian)如(ru)下特點：
1、得益于中國市場的推動(dong)，NB-IoT當前和(he)以后都占據(ju)半壁以上江(jiang)山
根據IoT Analytics的跟蹤，2023年(nian)全球(qiu)采(cai)用(yong)各(ge)類(lei)LPWAN技術(shu)的連接數比例(li)分別(bie)是：NB-IoT份(fen)額(e)為54%；其次是LoRa，占據29%的份(fen)額(e)；LTE-M以14%的份(fen)額(e)位列第三；而Sigfox占比僅(jin)為1%。
預計到2027年，全(quan)球LPWAN各類技術的市場份額分(fen)別為(wei)：NB-IoT比(bi)(bi)例進一步(bu)擴大，市場份額為(wei)58%；LoRa依然位居(ju)第二，占比(bi)(bi)為(wei)24%；LTE-M的份額為(wei)15%；Sigfox依然是1%。
表格：不同形式LPWAN連接數占比（來源：IoT Analytics）
連接形式 | 2023 | 2027 |
NB-IoT | 54% | 58% |
LoRa | 29% | 24% |
LTE-M | 14% | 15% |
Sigfox | 1% | 1% |
眾所周知，從2016年開始，中國開始大力推動NB-IoT的應用，拓展各類場景。2017年，工信部發布了《全面推進移動物聯網（NB-IoT）建設發展的通知》，從多個角度提出了(le)NB-IoT發展的目標，進一步推動NB-IoT產業生態的發展，可以(yi)說NB-IoT是那幾年中國物聯(lian)網市場無(wu)可爭(zheng)議的主(zhu)旋律。
過去幾年，由(you)于5G的(de)商用，加上LTE Cat.1規(gui)模化應用，業(ye)界對NB-IoT關注度沒有那(nei)么高，不過，NB-IoT的(de)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)數(shu)(shu)(shu)依然(ran)在持(chi)續(xu)增(zeng)長。相對于其他LPWAN連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)，NB-IoT連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)數(shu)(shu)(shu)占據絕對優勢。IoT Analytics跟蹤數(shu)(shu)(shu)據顯示，截至2023年底(di)，NB-IoT連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)數(shu)(shu)(shu)占中國所有LPWAN連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)的(de)比(bi)例達(da)到81%；同時，中國的(de)NB-IoT連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)數(shu)(shu)(shu)占全(quan)球NB-IoT連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)總(zong)數(shu)(shu)(shu)的(de)比(bi)例更是(shi)達(da)到了84%的(de)份額。
正是由(you)于中(zhong)國NB-IoT連接數的貢獻，在全球(qiu)LPWAN市場上(shang)NB-IoT能夠持(chi)續增長，占據半壁以上(shang)江山。
2、排除中國市場，LoRa仍然占(zhan)據LPWAN連接的首位
中國(guo)擁(yong)有全(quan)球(qiu)最大的(de)物(wu)聯網市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)，且其(qi)規模(mo)遠遠超過其(qi)他國(guo)家。為了反映全(quan)球(qiu)其(qi)他區(qu)(qu)域市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)的(de)情況，市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)研究(jiu)機構一般會剔除(chu)中國(guo)的(de)影(ying)響，考(kao)察除(chu)中國(guo)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)外的(de)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)狀況。如果不(bu)考(kao)慮中國(guo)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)，全(quan)球(qiu)其(qi)他國(guo)家和地(di)區(qu)(qu)的(de)LPWAN市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)格局(ju)呈現(xian)另一種(zhong)景(jing)象，即LoRa的(de)連(lian)接(jie)數位(wei)于全(quan)球(qiu)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)首位(wei)。
IoT Analytics跟蹤數(shu)據顯示(shi)，在(zai)不包括(kuo)中國的(de)全球市(shi)場中，2023年LoRa的(de)連接數(shu)占LPWAN連接總(zong)數(shu)的(de)比(bi)例(li)是41%，LTE-M連接數(shu)占比(bi)為(wei)31%，而(er)NB-IoT僅為(wei)20%。
在2016年，LoRa連(lian)接(jie)(jie)數占比達到(dao)最高，份額超過(guo)70%，此后LoRa連(lian)接(jie)(jie)數占比持續(xu)下(xia)滑。這(zhe)(zhe)主要源于(yu)(yu)2016年之前NB-IoT、LTE-M這(zhe)(zhe)些蜂窩技術(shu)標(biao)準還未凍(dong)結，沒(mei)有實(shi)質性的商用，另外LoRa聯(lian)盟成(cheng)(cheng)立后，大力推進該技術(shu)在全(quan)球(qiu)的滲透，在蜂窩物聯(lian)網技術(shu)商用前的窗口期(qi)實(shi)現了(le)有效市場(chang)教(jiao)育，得(de)到(dao)全(quan)球(qiu)市場(chang)的認可(ke)，將(jiang)一(yi)個(ge)小眾技術(shu)推廣為全(quan)球(qiu)事實(shi)標(biao)準。而(er)同一(yi)時期(qi)的Sigfox由于(yu)(yu)其商業模式(shi)相(xiang)對(dui)保守，沒(mei)有抓住這(zhe)(zhe)一(yi)窗口期(qi)。到(dao)NB-IoT、LTE-M標(biao)準凍(dong)結后，由于(yu)(yu)蜂窩網絡生(sheng)態在全(quan)球(qiu)的影響力，這(zhe)(zhe)些技術(shu)開始(shi)快速落(luo)地，成(cheng)(cheng)為LoRa強勁的對(dui)手。
不過，借助過去幾年(nian)打下的(de)(de)基(ji)礎(chu)，加上LoRa生態非(fei)常靈活(huo)的(de)(de)業務(wu)和商(shang)業合作(zuo)模(mo)式(shi)，讓LoRa在(zai)未來幾年(nian)的(de)(de)物(wu)聯網(wang)市場上依然保持(chi)穩定的(de)(de)市場份額和影響力。各(ge)類垂直行業企(qi)業、互(hu)聯網(wang)企(qi)業、OEM廠商(shang)等加大對LoRa的(de)(de)應用(yong)，例如(ru)(ru)亞馬遜AWS發布多個(ge)基(ji)于LoRaWAN的(de)(de)產品，AWS自研(yan)的(de)(de)通訊技術Sidewalk也是將LoRa調制技術融入其中，成為LoRa生態中一個(ge)重(zhong)要玩家；又如(ru)(ru)，全(quan)球最大模(mo)組(zu)廠商(shang)移遠(yuan)通信(xin)近(jin)期也發布了LoRa模(mo)組(zu)產品。
IoT Analytics預計(ji)，到(dao)2027年，除中(zhong)國(guo)市(shi)場外，全球LPWAN市(shi)場上LoRa連接數仍然有(you)36%的份額，依(yi)然占(zhan)據LPWAN技術的首位。
3、海外授權頻譜LPWAN技術影響力將進一步增(zeng)強
IoT Analytics預測，到2027年(nian)(nian)，除中國市場外，LTE-M連(lian)接數占(zhan)LPWAN的(de)份(fen)額(e)將達到35%，NB-IoT連(lian)接數的(de)份(fen)額(e)為23%，均(jun)高于2023年(nian)(nian)的(de)份(fen)額(e)。
與(yu)中國(guo)市場不同(tong)的是，海(hai)外多家主流的電信運營商(shang)對于LPWAN技術(shu)的部署(shu)中更為(wei)青(qing)睞LTE-M。雖(sui)然(ran)沃達(da)豐(feng)、德(de)國(guo)電信等歐洲(zhou)運營商(shang)率先(xian)建設了NB-IoT網絡，但美國(guo)運營商(shang)則(ze)優(you)先(xian)建設LTE-M，將LTE-M作為(wei)其LPWAN的主流技術(shu)。由于這一(yi)網絡建設策略的不同(tong)，導致海(hai)外市場上(shang)授(shou)權(quan)頻譜(pu)LPWAN技術(shu)中LTE-M的份額更高。
海(hai)外(wai)NB-IoT相對于(yu)中(zhong)國市場發(fa)展緩(huan)慢，但近年來也有(you)加速勢(shi)頭(tou)，且(qie)開始(shi)了多種創新的(de)做法和(he)新的(de)用例(li)。例(li)如，基于(yu)3GPP R17標準系列中(zhong)的(de)IoT-NTN，海(hai)外(wai)機構推動NB-IoT衛星通信(xin)的(de)發(fa)展。2023年7月，總部位于(yu)西(xi)班(ban)(ban)牙的(de)低地(di)球軌道（LEO）星座衛星運(yun)營(ying)商Sateliot和(he)西(xi)班(ban)(ban)牙電(dian)信(xin)采用NB-IoT在(zai)(zai)太空中(zhong)成功測試了端到端漫游5G蜂窩網絡(luo)。諸(zhu)如此類應(ying)用在(zai)(zai)海(hai)外(wai)不(bu)斷上演(yan)。
LPWAN的一些新的趨勢
在IoT Analytics分析師看來，未來LPWAN技術和市場會形(xing)成一些新的趨勢，包括
1、融合與(yu)協作
在過去十年(nian)中，LPWAN技(ji)術變(bian)得更加流行，隨著市場的成(cheng)熟(shu)和在物聯網連接中站穩腳跟(gen)，各類(lei)LPWAN技(ji)術似乎從早(zao)期的高度競(jing)爭轉向更加關注融合與協(xie)作。
2023年7月，美國Semtech公(gong)司宣(xuan)布(bu)與UnaBiz合作。這兩家公(gong)司分別(bie)是LoRa和(he)Sigfox技術(shu)的(de)(de)擁有者，雙方專注于LPWAN連接(jie)，將Unabiz的(de)(de)Sigfox 0G技術(shu)集成到Semtech的(de)(de)LoRa Edge和(he)LoRa Connect平(ping)臺中。
另外，Semtech對(dui)Sierra Wireless的(de)(de)收購，其中一個(ge)目的(de)(de)就是(shi)推(tui)動非授權頻譜+授權頻譜物聯網產品(pin)組合。
2、解決LPWAN的(de)一些(xie)局(ju)限性
LPWAN存在(zai)一(yi)些局限性(xing)仍然需要解決(jue)。在(zai)IoT Analytics看來，一(yi)些LPWAN技術是圍繞(rao)點(dian)對點(dian)連接而(er)(er)設計的(de)(de)，無(wu)法承載大規模(mo)數據(ju)負載，但(dan)一(yi)些場景下(xia)需要大數據(ju)量(liang)的(de)(de)傳輸(shu)。為(wei)了解決(jue)這個問(wen)題，需要對傳輸(shu)協(xie)議進(jin)行改進(jin)，確(que)保完整(zheng)(zheng)的(de)(de)數據(ju)包傳送(song)。在(zai)此(ci)背景下(xia)，Mioty聯盟的(de)(de)組(zu)織應運而(er)(er)生，依據(ju)歐洲(zhou)通信(xin)標準(zhun)化協(xie)會標準(zhun)ETSI TS 103 357，推出了一(yi)種名(ming)為(wei)TSMA的(de)(de)方法，可以將(jiang)(jiang)傳感器數據(ju)包分割成更小的(de)(de)子(zi)(zi)數據(ju)包，并在(zai)不同的(de)(de)頻(pin)率(lv)和時間標記上傳輸(shu)數據(ju)包，接收(shou)端的(de)(de)算法將(jiang)(jiang)監控(kong)大量(liang)子(zi)(zi)包并將(jiang)(jiang)它們(men)重(zhong)組(zu)為(wei)完整(zheng)(zheng)的(de)(de)消息，確(que)保即使(shi)一(yi)個或幾(ji)個頻(pin)率(lv)受到(dao)干擾也能收(shou)到(dao)完整(zheng)(zheng)的(de)(de)消息。
當然，在中國市(shi)(shi)場上，LPWAN不僅(jin)僅(jin)是NB-IoT和(he)LoRa，還有(you)多個技術陣營(ying)，針對NB-IoT和(he)LoRa的(de)(de)一些不足進行改進，并(bing)依(yi)托對一些垂(chui)直領(ling)域(yu)需(xu)求(qiu)的(de)(de)有(you)效滿足，雖然規模沒(mei)有(you)NB-IoT和(he)LoRa大(da)，但也形成(cheng)成(cheng)熟(shu)方案且實現一定規模化(hua)的(de)(de)部署。得益于中國廣闊的(de)(de)市(shi)(shi)場，各(ge)行業數字(zi)化(hua)轉型需(xu)求(qiu)的(de)(de)多樣性，讓多樣性的(de)(de)物聯網(wang)技術能夠找(zhao)到(dao)自身的(de)(de)定位(wei)，形成(cheng)自己的(de)(de)生存之(zhi)道。
