物联网越来越需要远距离通信标准

　　因应物联网(Internet of Thing;IoT)远距离通信需求而生的低功耗广域(LPWA)网络正日益成长，但根据其支持阵营表示，其中的一些先进选项——超长距离低功耗数据传输(Long Range：LoRa)和窄带物联网(NB-IoT)，仍然有大量的技术工作尚待完善中。同时，曾经是新兴领域技术新宠之一的Sigfox，如今看来正在苦苦地挣扎求生存。

　　整体而言，物联网正逐渐获得市场动能。但是，当今的成长驱动力——企业用户，需要的是一种更易于将IoT数据馈入其信息技术(IT)系统中的方式。然而，这也是目前多家公司致力于以其开发中的固件加以填补的缺口。

　　去年有超过3,200万套采用免授权LoRa网络的设备出货，导致LPWA网络拥塞。据市场研究公司IHS Markit表示，基于LTE的NB-IoT才刚刚起步，但其成长力道强劲，2017年出货量超过1,600万套。

　　网络网关和终端节点供应商Multitech首席技术官David Smith说：“我们看到在Cat-M1、NB-IoT和LoRa等领域的全线成长，但目前最大的市场成长来自于LoRa，部份原因在于蜂窝物联网的覆盖范围仍然不稳定。”

　　LoRa和NB-IoT——两种LPWA网络都还有许多工作尚待完善中。

　　LoRa网络之间的漫游标准最快要等到今年稍晚才能完成。而有些LoRa用户希望能够进一步支持更多的展频因子(SF)和更广泛的通道，以覆盖更多的用例。

　　此外，有些则需要更窄的通道，才能在拥挤的2.4GHz频带上处理共存问题。其他人则希望将封包上时间戳的准确性从现在的25微秒(μs)缩短到30纳秒(ns)，以便在10公尺(m)范围内提升定位准确度。

　　也许最重要的是，LoRa用户仍然在等待获Semtech授权的业者开发出更低成本的整合芯片组，例如微芯科技(Microchip)、瑞萨(Renesas)和意法半导体(STMicroelectronics;ST)等。Semtech无线产品营销总监Vivek Mohan表示：“到今年年底，你就会看到其中的一部份出样。”

　　该公司并预计不久将在中国发布获授权商，他们主要是为自家应用设计芯片的当地OEM。截至目前为，中兴通信(ZTE)的业务停摆并未对于他在中国主导的LoRa网络带来任何麻烦，Mohan强调，在与中国联通(China Unicom)等业界伙伴合作下，LoRa网络在上海各地已经启用一年多了。

　　Semtech计划及时发布新的网络网关芯片，以便于系统在明年夏季出货。它将支持展频因子5和6以及更多下行链路通道，支持像共享单车等服务。同时，他并补充说，该公司目前还在部署可实现更精确时间戳和定位的纯软件解决方案。

　　NB-IoT降低功耗

　　至于NB-IoT，最初的3GPP第13版(Release 13)由于缺乏行动支持，而且比起LoRa的功耗也更高。Ceva于本周推出一款据称能够实现Release 14版本160-Kbits/s数据速率和14-dBm功率传输的核心，该公司宣称这款核心将是用于未来部署的关键。

　　但有人说NB-IoT的功耗比LoRa更高了10倍。这是因为NB-IoT在睡眠模式下的功耗约25微安(mA)，而且大约每小时唤醒一次与基站通信。相形之下，LoRa芯片在睡眠时的功耗不到1mA，而且只有在必须发送数据时才会唤醒。

Ceva的DragonFly NB2核心采用更快的Release 14数据速率和更低的发射功率级，尽可能地减少NB-IoT功率放大器(PA)的利用。尽管Ceva在Release 13核心中拥有超过10款设计，Ceva无线部门业务开发总监与产品营销经理Emmanuel Gresset解释，“由于功耗问题，客户都希望升级设计到Release 14......因此，未来将不再支持Release 13，并由Release 14完全取代”。

Ceva 在一枚收发器上实现软件支持Release 14 NB-IoT和 GNSS (来源: Ceva)

　　他说，各种不同的芯片、模块和系统供应商将为新的蜂窝物联网标准开发SoC，特别是在中国。IHS则表示，中国政府的IoT计划正致力于推动大部份的NB-IoT部署。

　　有些人则对最新标准采取更慎重的看法。IHS分析师Sam Lucero说：“Release 14并非改变游戏规则，而是一种渐进式改善，因而不会从根本上改变发展轨迹。”

　　Telit应用工程副总裁Ken Bednasz表示，NB-IoT模块尺寸将从28mm2缩小至下一代芯片组的15mm2。“业界正在致力于解决的事情之一是为地下室和地下的智慧电表扩大RF覆盖范围。”Telit是一家采用高通(Qualcomm)和Altair芯片的模块制造商。

　　同时，据称Sigfox今年并未达到网络注册至少600万活跃用户的目标。该公司透露，截至今年2月时约有250万用户，最近的数据则更新到300万用户了，但是，IHS IoT分析师Lee Ratliff说：“相较于LoRa，它已经远远落后了。”

　　整体来看，商业用户正在慢慢地部署物联网网络，但他们缺乏挑选硬件的经验，他们需要一种简单的方法将物联网数据导入IT系统。Multitech的Smith说：“对于企业来说，目前的方式十分混淆，他们还得花时间学习。”

　　而仅在LoRa领域，诸如Everynet、Kerlink、Multitech和Senet等公司均致力于开发中介固件，以建构IoT与IT之间的链接。随着企业开始关注如何透过物联网网络取得投资报酬率之际，这已成为克服挑战的重要部份。

　　Smith说：“有些人确切地知道自己要做什么，有些人大概知道且在试着搞清楚具体情况，但是，还有很多人不知道可能做些什么，而且也不了解设备的最新技术状况。”