從用戶終端分布特征看NB-IoT和LoRa網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營

　　中國作為物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)和應(yīng)用規(guī)模最大的市場，成為各類低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)玩家開疆拓土的重要戰(zhàn)場。雖然由于政策和商業(yè)模式的限制，LPWAN領(lǐng)域明星公司Sigfox暫時無法進(jìn)入中國，但NB-IoT、LoRa等技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)落地生根，圍繞各技術(shù)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)雛形已經(jīng)形成。當(dāng)然，大規(guī)模的商用還需要基于LPWAN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署和運(yùn)營。不過，在筆者看來，由于物聯(lián)網(wǎng)終端和應(yīng)用需求的差異化，未來的LPWAN網(wǎng)絡(luò)并非是單一的形態(tài)，而是會形成多種形態(tài)的網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營，我們不妨從用戶終端的需求角度，來考察一下未來對LPWAN網(wǎng)絡(luò)的需求分布。

　　物聯(lián)網(wǎng)終端量級和分布范圍視角下的矩陣

　　由于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)是專用于物與物連接的網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)的“話務(wù)模型”與傳統(tǒng)2G/3G/4G人與人通信的廣域差別很大，網(wǎng)絡(luò)的部署要充分考慮到接入終端的特點(diǎn)。用戶所擁有的各類物聯(lián)網(wǎng)終端的特點(diǎn)非常豐富且具有高度個性化，為了方便分析，我們可以抽象出一些通用的特征，其中，用戶需要接入網(wǎng)絡(luò)的終端數(shù)量和其終端分布的范圍就可以用少數(shù)幾個特征值來描述。將用戶終端數(shù)量和終端分布范圍以矩陣的形式組合在一起，就形成了四類終端的特征，針對每一類特征，有相對應(yīng)的LPWAN網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營方式，如下圖所示：

　　具體來說，根據(jù)用戶需要接入的終端量級和終端分布范圍，可以大致分為四種類型，可以有不同的網(wǎng)絡(luò)部署及運(yùn)營方式適合各種類型的終端特征：

　　大批量終端且分布廣泛

　　國民經(jīng)濟(jì)中不少行業(yè)自身業(yè)務(wù)是面向整個城市、全國甚至全球，其生產(chǎn)經(jīng)營過程有大量設(shè)備，產(chǎn)品也是批量化的。舉例來說，消費(fèi)電子產(chǎn)品行業(yè)的企業(yè)每年出貨量很大，且銷售到全國甚至全球各地，若該產(chǎn)品是以智能硬件形式提供，對于一些僅需小批量、低頻率數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備來說，隨時隨地的網(wǎng)絡(luò)接入尤其重要，因此通過一張運(yùn)營商提供的無縫覆蓋、自動接入的網(wǎng)絡(luò)是最為便利的。如定位手環(huán)、便攜醫(yī)療設(shè)備、玩具等可以通過各地運(yùn)營商部署的網(wǎng)絡(luò)，直接將終端數(shù)據(jù)傳送至專門的云平臺實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

　　此類終端所使用的LPWAN網(wǎng)絡(luò)是城市、全國甚至跨國覆蓋的運(yùn)營商級的網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商級網(wǎng)絡(luò)解決了此前對功耗要求極高的海量、廣分布終端無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)直達(dá)云端的痛點(diǎn)，早在2015年11月時，筆者在《藍(lán)牙要搶Zigbee的地盤?其實(shí)它們還有一個更強(qiáng)勁的對手是低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)》中對此進(jìn)行了詳細(xì)分析。

　　少量終端且分布廣泛

　　此類終端的特征也廣泛存在于多個行業(yè)中，有些是設(shè)備本身體量大、價(jià)格高，所以數(shù)量級一般較小;有些是少量分布的終端數(shù)據(jù)非常重要，且通過遠(yuǎn)傳可以大大節(jié)省人力。前者如大型機(jī)械設(shè)備、裝備制造設(shè)備等(有些大型設(shè)備由于有持續(xù)電源供電，可能使用高帶寬蜂窩網(wǎng)絡(luò))，它們本身數(shù)量并不多，但分布在全國甚至全球各地，這些設(shè)備并不一定位于固定位置，用戶無法在其所有位置部署自有的網(wǎng)絡(luò);后者如氣象、環(huán)保等分布在很多人跡罕至的地域，雖然理論上可以通過自建接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)測，但由于終端量級相對較小，專門的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本太大。

　　在這些情況下，使用統(tǒng)一的運(yùn)營商級LPWAN網(wǎng)絡(luò)是優(yōu)先選擇。運(yùn)營商級網(wǎng)絡(luò)的無縫覆蓋特點(diǎn)，讓同一設(shè)備處于不同位置時依然可以有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，而且運(yùn)營商級網(wǎng)絡(luò)面向的是所有行業(yè)和所有個人用戶，更適合小批量終端低成本接入。

　　大批量終端但分布相對集中

　　在這里所說的用戶終端分布范圍較小、終端較為集中是一個相對的概念，相對于WiFi、藍(lán)牙、Zigbee等局域網(wǎng)絡(luò)來說，這些終端分布范圍超出其傳輸距離。一般來說，具有這一特征的終端都在處于城市范圍內(nèi)，有公共設(shè)備的管理，也有企業(yè)、行業(yè)自有設(shè)備的管理，典型的包括大型倉儲、市政設(shè)備、企業(yè)各類資產(chǎn)等。

　　在這樣的情況下，用戶可以選擇通過全網(wǎng)覆蓋的運(yùn)營商級網(wǎng)絡(luò)接入。當(dāng)然，一些行業(yè)或企業(yè)如能源、公用事業(yè)、鐵路、民航、交通等出于安全、可控、專用的考慮，也可以自建LPWAN專網(wǎng)，形成企業(yè)級/行業(yè)級的廣域網(wǎng)絡(luò)。舉例來說，城市井蓋、路燈、管道等終端雖然有一定分散性，但主要集中在城市道路上，公用事業(yè)部門可以通過道路覆蓋的形式部署一張行業(yè)專網(wǎng)。

　　少量終端且分布相對集中

　　物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用碎片化的典型特征，讓各行業(yè)存在大量長尾的設(shè)備，占據(jù)未來非常廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。往往存在大量這樣的情況：中小企業(yè)認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)對于他們具有重要意義，但只擁有少量需要聯(lián)網(wǎng)的終端且分布比較集中，而且這些終端對網(wǎng)絡(luò)的需求可能是多樣化的，局域、廣域、寬帶、窄帶需求都有，但都是少量的。

　　此時，自建網(wǎng)絡(luò)意義不大，企業(yè)可以通過接入運(yùn)營商級廣域網(wǎng)絡(luò)，將運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)作為通道，僅需支付月度/年度流量和服務(wù)費(fèi)即可低成本實(shí)現(xiàn)連接。當(dāng)然，目前也有不少物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為用戶提供一些點(diǎn)對點(diǎn)通信的方式，快速實(shí)現(xiàn)小批量終端的連接。

　　總體來說，本文主要從用戶角度來考察對低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的需求。從用戶所擁有的終端特征分類來看，不論終端量級，還是分布范圍，運(yùn)營商級低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)由于需要實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋和隨時隨地接入，具有更廣闊的應(yīng)用范圍。當(dāng)然，僅僅運(yùn)營商級網(wǎng)絡(luò)，無法窮盡所有低功耗、廣域物聯(lián)網(wǎng)終端的需求，企業(yè)/行業(yè)級網(wǎng)絡(luò)也有很多應(yīng)用范圍。一般認(rèn)為，在國內(nèi)環(huán)境下，NB-IoT獲得電信運(yùn)營商的支持，會成為未來運(yùn)營商級低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的主力，LoRa成為企業(yè)和行業(yè)級低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的主力。不過，在所有參與企業(yè)的創(chuàng)新運(yùn)作下，實(shí)際上運(yùn)營商級低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)已突破僅僅電信運(yùn)營商的范疇，也形成了多種部署和運(yùn)營形態(tài)，下周筆者將對低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營形態(tài)進(jìn)行分析。