LoRa，LTE-M，Sigfox三者的比較

　　物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的技術(shù)之爭(zhēng)正在上演，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在Sigfox、LoRa和LTE-M。因?yàn)楹芏嗟胤紾PRS網(wǎng)絡(luò)還不能覆蓋，所以人們更多地關(guān)注Sigfox、LoRa、LE-M。在網(wǎng)上搜索LPWAN，關(guān)于三者誰(shuí)家的技術(shù)最強(qiáng)的爭(zhēng)議隨處可見。

　　我認(rèn)為這種比較并不合理，最終哪種技術(shù)脫穎而出不是取決于技術(shù)本身，而是取決于商業(yè)模式。這三種技術(shù)代表了三種商業(yè)模式：

　　* Sigfox-成為全球物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商

　　* LoRa-提供一種技術(shù)，讓其他公司的業(yè)務(wù)在全球范圍內(nèi)組成物聯(lián)網(wǎng)

　　* LTE-M-改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商謀取更多的利益

　　這三者都承諾可以在2020年實(shí)現(xiàn)500億設(shè)備的互聯(lián)互通。獲勝的一方會(huì)給支持者帶來(lái)巨額的利潤(rùn)，而失敗的一方則會(huì)給支持者帶來(lái)?yè)p失。

　　物聯(lián)網(wǎng)IOT的說(shuō)法起源于1999年。起初，物聯(lián)網(wǎng)用來(lái)特指RFID相關(guān)的技術(shù)，后來(lái)演變成指所有可以發(fā)送數(shù)據(jù)道遠(yuǎn)端的傳感器，以及可以遠(yuǎn)程控設(shè)備。它還有一個(gè)更古老的名字M2M。IOT可以說(shuō)是M2M的發(fā)展，也可以說(shuō)是換了一個(gè)更新奇的名字試圖振興沒落的M2M市場(chǎng)。2009年Ericsson預(yù)測(cè)到2020年將有500億的設(shè)備互聯(lián)互通，當(dāng)時(shí)人們沒有在意。但是到第二年，Ericsson的年度報(bào)告“為了500億的設(shè)備互聯(lián)互通”明確提出了這一設(shè)想，改變了工業(yè)的思維模式。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商尤其興奮，他們仿佛看到了希望，在智能手機(jī)之后還有巨額的利潤(rùn)等著他們。每個(gè)運(yùn)營(yíng)商都強(qiáng)調(diào)物聯(lián)網(wǎng)給他們帶來(lái)的商機(jī)。大部分人認(rèn)為500億，有些保守估計(jì)200億，有些甚至認(rèn)為可以高達(dá)1500億。

　　在Ericsson的報(bào)告中指出要實(shí)現(xiàn)500億的必備條件：將技術(shù)和服務(wù)融合，提供廉價(jià)，快速，低風(fēng)險(xiǎn)的服務(wù);不斷加大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和升級(jí)的投入。

　　不過(guò)以上在現(xiàn)實(shí)中并沒有發(fā)生，M2M的發(fā)展還是局限在GPRS和3G.3GPP標(biāo)準(zhǔn)聚焦在大數(shù)據(jù)和大容量，以滿足移動(dòng)寬帶和視頻的需求。盡管人們堅(jiān)信500億的設(shè)備連接是一定可以達(dá)到的，但是并沒有實(shí)際數(shù)據(jù)支撐。在今年的移動(dòng)報(bào)告中，Ericsson把2020年的目標(biāo)500億降低為2800萬(wàn)，而將2010年蜂窩設(shè)備連接的數(shù)量的目標(biāo)400億降低為12億。

　　物聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)模式和手機(jī)不一樣。消費(fèi)者愿意為手機(jī)支付更多的費(fèi)用，也會(huì)經(jīng)常更換手機(jī)。同時(shí)他們希望在價(jià)格不變的情況下得到更多的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)就變成了數(shù)據(jù)的來(lái)源。而物聯(lián)網(wǎng)的消費(fèi)者只需要很少量的數(shù)據(jù)。之前設(shè)想的連接500億的設(shè)備是基于間隔幾分鐘收發(fā)幾百字節(jié)的數(shù)據(jù)。同時(shí)每個(gè)數(shù)據(jù)的價(jià)值非常高，因此商業(yè)模式必須保證投入和持續(xù)的運(yùn)營(yíng)成本可以收到回報(bào)。

　

　　上圖顯示了M2M應(yīng)用轉(zhuǎn)向IOT世界和數(shù)以億計(jì)的傳感器的尷尬局面。紅色線表示部署的成本，部署成本包含了硬件成本，網(wǎng)絡(luò)成本，安裝成本。想要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化，必須降低部署成本。藍(lán)色的線表示的是數(shù)據(jù)價(jià)值。在左側(cè)的M2M區(qū)域數(shù)據(jù)價(jià)值很高，因?yàn)橐С滞度氲幕貓?bào)。奇怪的是當(dāng)部署成本下降時(shí)數(shù)據(jù)價(jià)值也在下降。當(dāng)傳感器成本下降，而且更加通用時(shí)，我們可以通過(guò)構(gòu)建長(zhǎng)期數(shù)據(jù)或者從多種傳感器整合數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)造價(jià)值。因?yàn)椴渴饌鞲衅骱瞳@得數(shù)據(jù)需要時(shí)間，所以每個(gè)傳感器所產(chǎn)生的價(jià)值有提升也需要很多年。換句話說(shuō)，部署成本必須足夠低，才會(huì)部署很多傳感器，才會(huì)提供海量的數(shù)據(jù)，然后我們才可以看到經(jīng)濟(jì)效益。

　　那么讓我們來(lái)實(shí)際算算部署成本。首先蜂窩或者LPWAN模塊的硬件成本約$10。價(jià)格原因決定了M2M部署只能局限在暴利行業(yè)。成本最低的是GPRS模塊，但是隨著2G網(wǎng)絡(luò)的消失，很多公司轉(zhuǎn)向3G,4G網(wǎng)絡(luò)，硬件的成本會(huì)越來(lái)越高。

　　有一個(gè)斷言，只有當(dāng)硬件成本降低到$1(美金)時(shí)，IOT才可能普及。大部分LPWAN方案可以做到，因?yàn)樗鼈兂休d的數(shù)據(jù)量比較少。運(yùn)營(yíng)商需要計(jì)算分配多少IP,尤其是LoRa，因?yàn)樯乜刂浦麄€(gè)收音頻段。LTE-M也存在這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗荓TE的子集，所以承載了很多額外的協(xié)議和硅片，以實(shí)現(xiàn)和其他LTE用戶的共存。除非電信標(biāo)準(zhǔn)丟棄大部分?jǐn)?shù)據(jù)，重新開始，要不然風(fēng)蜂窩產(chǎn)品還會(huì)存在成本問(wèn)題。NB-IOT的發(fā)布還有很長(zhǎng)一段時(shí)間。

　　除了模塊成本，部署成本還有一部分來(lái)自分配成本，主要是指連接網(wǎng)絡(luò)的成本，維護(hù)的成本和付費(fèi)。

　　目前每一個(gè)M2M設(shè)備都有一個(gè)SIM卡，采購(gòu)SIM卡，安裝SIM卡，確保連接網(wǎng)絡(luò)的成本高達(dá)$25(美金)。IOT的產(chǎn)品不需要安裝，直接開機(jī)，連接網(wǎng)絡(luò)，然后就開始工作。LTE-M需要Esim，目前只有幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持。蜂窩網(wǎng)絡(luò)和LPWAN網(wǎng)絡(luò)需要自動(dòng)登記設(shè)備，因此生產(chǎn)商需要為他們預(yù)售的產(chǎn)品購(gòu)買服務(wù)。

　　這就意味著新一代的預(yù)付機(jī)制。蜂窩產(chǎn)業(yè)的支付創(chuàng)新之路并不順利，LPWAN提供商也要開始考慮這個(gè)模式了。因?yàn)長(zhǎng)PWAN沒有現(xiàn)成的體制束縛，所以發(fā)展起來(lái)更快，但是還是需要一定的時(shí)間。只有當(dāng)每個(gè)設(shè)備的成本降低到幾個(gè)美金，數(shù)百億的設(shè)備才有可能接入進(jìn)來(lái)。

　　最優(yōu)爭(zhēng)議的部分是數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀?數(shù)據(jù)從設(shè)備端傳到云端。

　　低速率，蜂窩數(shù)據(jù)在很多國(guó)家的成本已經(jīng)大幅下降，有些樂意低至$0.3/月，當(dāng)然有些運(yùn)營(yíng)商試圖高達(dá)$100/年。如果想要接入百億級(jí)的設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸?shù)某杀颈仨毭赓M(fèi)。理由如下：

　　1.一旦有百億級(jí)的設(shè)備接入，大部分?jǐn)?shù)據(jù)的價(jià)值為零。在街道上安裝一打傳感器可以幫助提高應(yīng)用的價(jià)值，但是每個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)的價(jià)值很小很小。如果要為此支付費(fèi)用，就不劃算。

　　2. 當(dāng)數(shù)據(jù)收益低于每年幾個(gè)美金，你的付出(監(jiān)控，收費(fèi)的成本)會(huì)高于收益。這時(shí)候最好不去收費(fèi)。

　　3. 消費(fèi)者不習(xí)慣購(gòu)買多個(gè)類似設(shè)備。

　　總之，對(duì)于小數(shù)據(jù)量的傳輸，分配成本包含了數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)只需要將數(shù)據(jù)用最少的成本傳到云端。最好將這部分功能做在芯片里。

　　設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)后，可以通過(guò)向運(yùn)營(yíng)商請(qǐng)求數(shù)據(jù)升級(jí)來(lái)獲得額外的數(shù)據(jù)或者服務(wù)。運(yùn)營(yíng)商可以后續(xù)向用戶收取費(fèi)用。用戶包含生產(chǎn)者，服務(wù)提供者，或者終端消費(fèi)者。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，有一個(gè)芯片，可以植入到任何需要連接的設(shè)備里，開機(jī)后就持續(xù)地傳輸數(shù)據(jù)。芯片提供商和運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)提前收取費(fèi)用，沒有后續(xù)費(fèi)用產(chǎn)生。只有這樣，連接的成本就會(huì)下降到幾個(gè)美金，數(shù)以億計(jì)的設(shè)備才會(huì)接入進(jìn)來(lái)。

　　這些與目前的M2M模式很不一樣，與運(yùn)營(yíng)商對(duì)IOT的理解也很不一樣。運(yùn)營(yíng)商和基礎(chǔ)設(shè)施提供商一方面炫耀500億的設(shè)備，一方面追逐每臺(tái)設(shè)備$50-100的利潤(rùn)目標(biāo)。他們聲稱IOT服務(wù)效益可以帶來(lái)全球GDP的10%的增長(zhǎng)。我不否認(rèn)Ericsson新的預(yù)測(cè)-到2020年蜂窩M2M的設(shè)備連接數(shù)量只有10億。就算所有的成本都預(yù)付而且控制在幾個(gè)美金以內(nèi)，覆蓋整個(gè)硬件生命周期的所有數(shù)據(jù)。大量的傳感器的連接也不會(huì)出現(xiàn)。而只會(huì)促進(jìn)M2M數(shù)量的增加。這種模式看起來(lái)像一個(gè)硬件模式(一次性預(yù)付費(fèi)用)。效益來(lái)源于設(shè)備的數(shù)量，而不是數(shù)據(jù)的量。

　　盡管目前 Sigfox和LoRa的宣傳比較多，但是其他家的技術(shù)也不容小覷，如Ingenu (之前叫 On-Ramp), SilverSpring的 Starfish，Cyan 的Cynet、Accellus、Telensa、nwave、Waviot。LoRa和LTE-M現(xiàn)在也可以支持?jǐn)?shù)以百萬(wàn)的設(shè)備，但是沒有像Sigfox一樣大肆鼓吹。

　　LTE-M的基礎(chǔ)設(shè)施是現(xiàn)成的，大部分LTE基站可以升級(jí)為支持LTE-M。因此對(duì)于運(yùn)營(yíng)商是沒有障礙的。關(guān)鍵問(wèn)題是制造低成本設(shè)備的芯片何時(shí)可以分配好。高通在蜂窩基帶芯片方面處于統(tǒng)治地位，擁有多項(xiàng)專利，不斷推動(dòng)創(chuàng)新使得提高進(jìn)入門檻，保持行業(yè)的領(lǐng)先地位。目前它對(duì)超低成本的簡(jiǎn)單蜂窩芯片沒有什么興趣。因此沒有什么所謂的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。其他兩家公司還處于起步階段：Altair and Sequans。高通剛發(fā)布了一個(gè)技術(shù)，但是支持的信道和賣給成千上萬(wàn)家公司的方式與之前很不一樣：之前他們只與少數(shù)大廠商合作。LTE-M有很多IP,大部分被高通占據(jù)，對(duì)于新進(jìn)入的公司這些就是阻礙。即使芯片開發(fā)出來(lái)，芯片生產(chǎn)商將芯片移植到各個(gè)生產(chǎn)廠家也是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　LTE-M會(huì)被NB-IOT取代，因?yàn)楹笳吒阋?，一些網(wǎng)路會(huì)關(guān)閉LTE-M支持，當(dāng)然這需要很多年，需要新的支付系統(tǒng)和分配系統(tǒng)。

　　Sigfox。模塊可以從多個(gè)供應(yīng)商處獲得，因此批量生產(chǎn)后硬件成本下降不是問(wèn)題。但是Sigfox的期望值很高，他們希望成為全球IOT運(yùn)營(yíng)商。他們與運(yùn)營(yíng)商合作，獲得數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)給設(shè)備所屬的公司。好的一面是世界各地的服務(wù)都是一樣，壞的一面是存在極大風(fēng)險(xiǎn)。

　　成為全球運(yùn)營(yíng)商是一個(gè)不切實(shí)際的想法，很多蜂窩運(yùn)營(yíng)商都沒有做到。雖然Sigfox的技術(shù)比手機(jī)的技術(shù)簡(jiǎn)單很多，但是商業(yè)模式大同小異。他們已經(jīng)籌集15000萬(wàn)美金，投資者希望他們成為法國(guó)的獨(dú)角獸。但是問(wèn)題是如果資金用完了怎么辦?網(wǎng)絡(luò)會(huì)一夜之間消失。這是一個(gè)極大的風(fēng)險(xiǎn)。

　　LoRa的方式則不一樣。技術(shù)核心是升特公司(收購(gòu)了一家法國(guó)公司Cycleo)升特成立了LoRa聯(lián)盟，開發(fā)高級(jí)協(xié)議，并且向會(huì)員免費(fèi)開放。LoRaWAN協(xié)議定義了設(shè)備之間如何通訊，數(shù)據(jù)如何傳輸給設(shè)備。

　　LoRa與Sigfox最大的不同之處在于誰(shuí)都可以運(yùn)行設(shè)備，想Sigfox、LoRa聯(lián)盟也鼓勵(lì)運(yùn)營(yíng)商部署LoRa網(wǎng)絡(luò)，但是任何人都可以購(gòu)買LoRa基站，并且自主組網(wǎng)。很多公司稱之為私有網(wǎng)絡(luò)。個(gè)人也可以這樣做，The Things Network是一個(gè)自發(fā)組織，很多個(gè)人在上面開發(fā)LoRaWAN硬件。相對(duì)于全國(guó)的部署，LoRa更適合區(qū)域性的部署。如果LoRaWAN設(shè)備提供商提供提供服務(wù)，我們可以自己建立基站，來(lái)延續(xù)這種服務(wù)。

　　網(wǎng)絡(luò)的生命長(zhǎng)度是大家應(yīng)該關(guān)注的。在M2M的初期，沒有人想到GPRS有一天會(huì)消失，每一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)的生命長(zhǎng)度越來(lái)越短。Ingenu在市場(chǎng)報(bào)告總指出，LoRa的生命周期為20年以上。如果預(yù)測(cè)正確，LoRa的生命周期比LTE-M長(zhǎng)。

　　回到商業(yè)模式，有一些細(xì)節(jié)需要添加：

　　Sigfox希望成為全球的運(yùn)營(yíng)商，風(fēng)險(xiǎn)很高，有失敗的可能。目前它的成本很低，但是不確定能持續(xù)多久。它的資金來(lái)自于風(fēng)投，投資者希望有高的回報(bào)。這種商業(yè)模式?jīng)Q定了它的生命周期和未來(lái)的發(fā)展。當(dāng)然如果發(fā)現(xiàn)阻礙較多，也許它會(huì)改變商業(yè)模式。

　　LoRa則是一種分散的思路。升特是一家歷史悠久的發(fā)展穩(wěn)健的芯片公司。他們建立標(biāo)準(zhǔn)，支持大量合作者開發(fā)硬件和設(shè)備。他們既支持運(yùn)營(yíng)商建設(shè)設(shè)備，允許用于公用或使用的網(wǎng)絡(luò)。所以連接在一起的效果如何還有待驗(yàn)證。每個(gè)開發(fā)者都是獨(dú)立的。因?yàn)樾酒挥猩乜梢蕴峁總€(gè)設(shè)備升特會(huì)有$0.5的利潤(rùn)。如果達(dá)到10億的數(shù)量，利潤(rùn)會(huì)翻兩倍或者三倍。即使其建立全球網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)失敗，升特可以通過(guò)出售芯片來(lái)獲得收入。因此沒有財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。所建造的LoRa設(shè)備可以用幾十年。

　　LTE-M希望為現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)商增加收入。根據(jù)上述的分析，增加的收入不是很多。因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商需要開發(fā)一套定價(jià)和收費(fèi)的策略，運(yùn)營(yíng)商會(huì)考慮是否值得。只有當(dāng)LTE-M做為常規(guī)的設(shè)備升級(jí)，LTE-M才有它的優(yōu)勢(shì)。只有將成本降低才有可能增加數(shù)量，而這就需要一大批芯片提供商打破高通的壟斷，來(lái)支持各種生產(chǎn)商。這個(gè)過(guò)程需要的時(shí)間比較長(zhǎng)。之前的藍(lán)牙低功耗至少花了5年時(shí)間。從技術(shù)上，芯片的技術(shù)很簡(jiǎn)單，涉及到IP的部分也很少，需要很小的協(xié)議棧。運(yùn)營(yíng)商可以配置基站來(lái)支持LPWAN標(biāo)準(zhǔn)，但是他們太執(zhí)著于3GPP規(guī)范，希望引進(jìn)外部的標(biāo)準(zhǔn)。

　　如果我來(lái)選擇，我會(huì)選擇哪一種?也許是LoRa。因?yàn)樗鞋F(xiàn)成的技術(shù)，而且可以自行控制設(shè)備。在局部的區(qū)域的需求LoRa可以滿足，也許未來(lái)可以覆蓋到全國(guó)。如果我們需要覆蓋全國(guó)或者全球，那么久要選擇LTE-M、Sigfox有太多不確定性，風(fēng)險(xiǎn)難以控制。

　　我的建議是充分考慮產(chǎn)品的需要。部署的位置，產(chǎn)品的生命周期，如果網(wǎng)絡(luò)覆蓋消失如何挽救?不要考慮技術(shù)?？蛻粢?yàn)閿?shù)據(jù)的價(jià)值和可靠性才需要IOT.而這取決于你對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商有多少信任?

　　最后，我重申一下把數(shù)據(jù)綁定到產(chǎn)品的單價(jià)里。只有這樣才可以有大量的設(shè)備。LPWAN和LTE-M的存亡與技術(shù)無(wú)關(guān)，取決于商業(yè)模式。