低功耗廣域網(wǎng)作為IOT連接的核心基礎設施，到2030年將高達40億規(guī)模

導 讀

市場研究公司Transforma Insights發(fā)布的首份低功耗廣域連接預測報告顯示，截止2019年底，全球LPWAN連接數(shù)為2．2億，到2030年LPWAN連接數(shù)將高達40億。

低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）作為物聯(lián)網(wǎng)連接的核心基礎設施，近年來一直是全球物聯(lián)網(wǎng)業(yè)界關注的焦點。目前“60%-30%-10%”的廣域物聯(lián)網(wǎng)連接結(jié)構(gòu)，即低速率業(yè)務占60%、中速率業(yè)務占30%、高速率業(yè)務占10%已經(jīng)成為業(yè)界的共識，其中60%的低速率業(yè)務主要通過低功耗廣域網(wǎng)絡來承載，成為廣域物聯(lián)網(wǎng)“大連接”的主力。從2016年開始大規(guī)模吸引業(yè)界眼球至今已過去近5年時間，這幾年的發(fā)展使目前LPWAN產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)一個趨穩(wěn)的格局。

40億連接規(guī)模，連接結(jié)構(gòu)組成值得關注

近日，市場研究公司Transforma Insights發(fā)布了其首份低功耗廣域連接預測報告，報告顯示，截止2019年底，全球LPWAN連接數(shù)為2．2億，到2030年LPWAN連接數(shù)將高達40億。

40億是一個令人振奮的數(shù)字，意味著接下來幾年全球LPWAN連接年復合增長率將超過30%，而且若以低速率物聯(lián)網(wǎng)連接占60%來倒推，整個廣域物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)在2030年將達到67億左右。

除了總規(guī)模外，連接的結(jié)構(gòu)更值得關注。今年7月，國際電信聯(lián)盟（ITU）批準NB-IoT正式納入5G標準，成為5G mMTC的主要組成部分，隨著5G商用的加速，5G mMTC將成為LPWAN連接的主力。如下圖所示，到2030年，5G mMTC占據(jù)LPWAN連接的份額接近三分之二，這意味著NB-IoT將成為LPWAN最大規(guī)模的接入方式。剩余的三分之一將被LoRa、Sigfox以及其他在垂直領域有一定影響力的技術所瓜分，這些技術基本上都運行在非授權頻譜上。

2019-2030年全球LPWAN連接數(shù)分布（來源：Transforma Insights）

當然，不論是非授權頻譜還是授權頻譜的技術，都存在公共網(wǎng)絡和私有網(wǎng)絡之分，進一步對其進行細分可以發(fā)現(xiàn)，其中超過97%的5G mMTC設備都是通過電信運營商的公共網(wǎng)絡實現(xiàn)連接，剩余3%則通過私有網(wǎng)絡連接，或者說是通過5G專網(wǎng)連接。相比5G mMTC，非mMTC的低功耗物聯(lián)網(wǎng)設備的份額則分布的更為平均，這些非授權頻譜LPWAN設備中，46%的設備是通過公共網(wǎng)絡連接，54%的設備通過私有網(wǎng)絡連接。

其中，中國是全球LPWAN連接的主要驅(qū)動力，2019年底中國的LPWAN連接數(shù)占全球57%。不過，Transforma Insights預測，隨著時間的推移，世界其他國家和地區(qū)也會加速發(fā)展。到2030年，中國的LPWAN連接數(shù)的份額將下降到全球的三分之一。

2030年全球主要地區(qū)LPWAN連接數(shù)情況（來源：Transforma Insights）

從Transforma Insights的數(shù)據(jù)可以看出，到2030年中國的5G mMTC連接數(shù)將達到10億，基于非授權頻譜的LPWAN連接數(shù)處于3．5-4億區(qū)間;北美的5G mMTC連接數(shù)將超過4億，但非授權頻譜的LPWAN連接數(shù)也處于3．5-4億區(qū)間，略低于中國;歐洲也具有類似的特征。

從行業(yè)應用角度看，到2030年，超過一半的LPWAN連接都是源于垂直行業(yè)應用，29%源于消費市場，另外有20．5%的連接為跨垂直行業(yè)的應用，最為典型的是通用的定位追蹤設備。所有垂直行業(yè)中，連接數(shù)最多的垂直行業(yè)是能源（電力、燃氣等）以及水務，主要是各類計量表計通過LPWAN實現(xiàn)遠傳，使其占連接數(shù)的35%，而其他行業(yè)僅占15左右。

2030年LPWAN連接在各行業(yè)的分布（來源：Transforma Insights）

LPWAN市場結(jié)構(gòu)的變化

從Transforma Insights的數(shù)據(jù)中，筆者認為可以提煉LPWAN領域市場結(jié)構(gòu)的一些特點。

（1）5G mMTC的公共網(wǎng)絡和私有網(wǎng)絡

在Transforma Insights對LPWAN連接結(jié)構(gòu)組成的分析中，將授權頻譜和非授權頻譜網(wǎng)絡都細分為公共網(wǎng)絡和私有網(wǎng)絡，可以看出這一領域未來將形成相對穩(wěn)定的格局。

5G mMTC作為授權頻譜LPWAN網(wǎng)絡，主要形態(tài)是NB-IoT。NB-IoT公共網(wǎng)絡目前在全球已形成規(guī)?；渴?，根據(jù)GSMA的數(shù)據(jù)，截止2020年8月，全球主流運營商已經(jīng)開通了96張NB-IoT商用網(wǎng)絡。根據(jù)華為的數(shù)據(jù)，2020年初，全球NB-IoT的連接數(shù)已超過1億。隨著5G商用加速和NB-IoT正式納入5G標準中，NB-IoT擁有了10年以上的技術周期，增強了產(chǎn)業(yè)鏈投資NB-IoT的信心，因此在未來10年中，NB-IoT的連接將占據(jù)LPWAN的主流。

不過，NB-IoT的私有網(wǎng)絡開始逐漸形成。2019年6月，位于美國加州的一家名為Puloli的公司宣布推出首個獨立部署的私有NB-IoT網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡采用700MHz頻譜，部署在佛羅里達北部，是為該地區(qū)一家公用事業(yè)企業(yè)提供部署的。對于私有網(wǎng)絡，Puloli探索出一套網(wǎng)絡即服務（NaaS）的商業(yè)模式，負責網(wǎng)絡設計、部署和運營。由于是私有網(wǎng)絡，Puloli對此進行專門的頻段定制，在700MHz頻段中使用1MHz作為下行另外1MHz作為上行。

當前，5G專網(wǎng)已成為業(yè)界關注焦點，很多國家出臺支持5G專網(wǎng)頻率政策，大量領軍企業(yè)自行申請頻率部署專網(wǎng)。5G專網(wǎng)中，也會有專門面向mMTC設備的接入服務，從而形成mMTC私有網(wǎng)絡連接形態(tài)。

除了5G專網(wǎng)和企業(yè)專門部署NB-IoT專網(wǎng)外，也有更加靈活的小基站方式部署小型專網(wǎng)的選擇。當前，國內(nèi)運營商已在研究推出通過NB-IoT小基站形成專網(wǎng)的方案，補充宏基站信號不足，這些小基站一般是一體化基站，實現(xiàn)核心網(wǎng)下沉，用戶無需接入到運營商的核心網(wǎng)中，而且無需通信資費，也促成mMTC私有網(wǎng)絡連接。

（2）非授權頻譜連接的國內(nèi)外差異

雖然到2030年，非授權頻譜LPWAN設備中46%的設備是通過公共網(wǎng)絡連接，54%的設備通過私有網(wǎng)絡連接，但筆者認為不同國家和地區(qū)差異化很大，46%的公共網(wǎng)絡連接更多是在海外市場，國內(nèi)市場主要以私有網(wǎng)絡連接為主。

由于海外市場已有大量獨立運營商部署起LoRaWAN公共網(wǎng)絡，加上Sigfox在全球數(shù)十個國家開展網(wǎng)絡部署，這些基礎設施為46%的公共網(wǎng)絡連接提供了支撐。但是，在國內(nèi)市場，由于受到工信部52號文的影響，采用非授權頻譜技術部署公共網(wǎng)絡存在很大限制，因此這一領域更多定位于私有網(wǎng)絡。例如，目前國內(nèi)LoRa產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)正在向著園區(qū)、工廠、社區(qū)、家庭等私有部署方向發(fā)展。

非授權頻譜技術另一個值得關注的亮點是一些在部分垂直領域深耕的技術已站穩(wěn)腳跟。例如，近年來在國內(nèi)外不斷開拓的ZETA技術在NB-IoT、LoRa等主流技術找到自身定位，在物流、建筑開始了規(guī)?；穆涞?，并形成基于ZETA的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，從而成為非授權頻譜連接的組成部分。

（3）授權頻譜與非授權頻譜連接對比的國內(nèi)外差異

如第一節(jié)所述，Transforma Insights對全球主要地區(qū)LPWAN連接結(jié)構(gòu)對比中，一個明顯的特征是中國基于授權頻譜連接數(shù)（即mMTC）遠高于基于非授權頻譜連接數(shù)（即non-mMTC），而海外市場尤其是歐美市場這兩者的差距并不大。

在筆者看來，未來幾年中，中國將開啟大規(guī)模5G網(wǎng)絡基礎的建設，在一定程度上也完善了mMTC基礎設施，當5G網(wǎng)絡規(guī)模足夠大，能夠為國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)用戶提供便捷、廉價的低功耗大連接服務，給了用戶選擇空間。5G基礎設施非常完善，只有在5G mMTC存在短板的場景和領域，用戶才會選擇非5G mMTC的方案。

反觀海外市場，由于其5G網(wǎng)絡基礎設施建設規(guī)模和強度遠遠低于中國，通過5G網(wǎng)絡為用戶提供低功耗大連接服務的選擇性有限，給了非授權頻譜LPWAN技術更多的空間，因此就出現(xiàn)很多LoRaWAN和Sigfox的公網(wǎng)和私網(wǎng)業(yè)態(tài)，彌補電信運營商基礎設施的不足，從而使授權頻譜LPWAN連接與非授權頻譜LPWAN連接之間的差距并不大。

總體來說，40億連接數(shù)的低功耗廣域網(wǎng)絡市場給予電信運營商和其他供應商足夠的空間，經(jīng)過幾年的發(fā)展，目前基于授權頻譜和非授權頻譜的LPWAN技術已形成趨穩(wěn)的格局，這些主流技術將共同承載著40億連接。
責編AJX