物联网通信战场的一支“奇兵”,这项自主LPWAN技术为何发展如此之快?

日本两大运营商NTT DOCOMO和软银加入了ZETA联盟,与NB-IoT、LoRa相比,虽然ZETA作为一个小众技术,但在这几年推进中能够获得产业链大量企业的支持,可以说是物联网市场中的一支“奇兵”。

近日,在日本召开的ZETA联盟日活动上,日本两大运营商NTT DOCOMO和软银作为Promoter成员加入了联盟,其中NTT DOCOMO当选为联盟的理事单位。ZETA作为非授权频谱低功耗广域网络(LPWAN)家族中的一员,由纵行科技这家中国的创业公司自主研发。与NB-IoT、LoRa这些已落地规模较大的LPWAN技术相比,虽然ZETA作为一个小众技术,但在这几年推进中能够获得产业链大量企业的支持,可以说是物联网市场中的一支“奇兵”。

通信层的创新和发展一直是近年来物联网市场中最热门的领域,其中低功耗广域网络已经历数年商用历程,形成了多种接入技术和大量落地案例,各种接入方式在市场选择中找到适合自身的场景。更为重要的是,多元化的技术给用户带来更多选择性,共同驱动物联网接入端市场的繁荣。

三大特征,驱动物联网接入丰富创新

经过几年的大浪淘沙,低功耗广域的物联网场景依然有多种技术为其支撑。在物联网应用领域,对于接入方式选择是一个企业自发的市场化决策过程,多种接入技术共存可以说是市场化选择的结果。在笔者看来,由于物联网应用对于低功耗广域通信技术呈现出的几个明显的特征,驱动该领域丰富创新,形成市场能够接受多种接入技术的局面。

第一是接入简单化,激发通信技术持续创新

由于物联网终端处于各种复杂环境中,但各类传感数据具有很大价值,对于这些数据一定要建立起有效连接,终端至网关或集中器之间的接入力求简单,让感知数据最为便捷上下行是一个明显的需求,若是在这方面形成更简单的创新方式自然会有用户选择。

目前,各类低功耗广域网络技术的玩家们也在不遗余力地推进接入简单化的工作。举例来说,电信运营商推出了“物联小站”的小型NB-IoT基站,对于很多场景中覆盖不足的地方快速补盲保障数据上传;一些LoRa方案厂商推出简单的小型网关、自研Mesh方式给用户简化接入。站在自身技术基础上,各类玩家将极简接入作为其技术演进的重要方向。

笔者在数年前就接触过ZETA技术和市场人员,在笔者看来,除了具备LPWAN本身需求的几个特点外,简化接入是ZETA的一个突出特点。比较典型的是其本身具备多跳自组网功能,而且在网络边缘场景下有专门的Mote中继实现盲区传感数据的上下行。据笔者了解,在一些NB-IoT和LoRa项目中,方案商曾经采用ZETA实现网络边缘盲区覆盖。

大量用户对于技术保持中立态度,但最终需要方案实施效果。从传感终端到基站的接入部分只是执行数据上下行透传,在保持数据安全基础上,可以预计,只要有更简单便捷的接入方式的创新,用户一定会去尝试从而实现商用价值。

第二是需求多样性,给予多供应商市场空间

与标准化、同质化的手机不同,物联网涉及国民经济各行各业,产品、方案、场景千差万别,其需求也会呈现明显的多样化。单一化的需求可能催生统一的标准和垄断的供应市场,但多样化的需求则可能形成多供应商群体格局。

市场研究机构ABI Research针对低功耗广域网络的研究报告显示,未来NB-IoT会占据LPWAN公用网络大部分份额,LoRaWAN将占据LPWAN私有网络大部分份额。除此之外,仍有大量物联网场景是由多种其他通信接入技术来支持。主流的LPWAN技术可以覆盖规模化场景和大部分通用性需求,然而一些长尾市场和利基市场往往不一定做到灵活部署,这些正是其他供应商创新的空间。

从日本ZETA联盟反馈的案例来看,充分体现了不同连接技术对多样化需求的支撑。从2017年12月至今,ZETA在日本应用于水产、农业、楼宇、防灾、体育等领域的物联网项目中,不少场景由于其环境和需求的特殊性,NB-IoT、LoRa、Sigfox等其他LPWAN接入技术也曾做过论证和试点,最终ZETA更适合。

另外,据笔者了解,ZETA正在推行的AIoT场景支持面向的是特定的需要端智能的行业应用需求,将传感侧的一些数据通过低功耗嵌入式机器学习来处理,再通过超窄带ZETA网络上传,站在总体功耗、成本和可靠性的角度,这一方式给一些工业设备、基础设施监测等场景带来有效的解决方案。

物联网通信作为一个异构的大市场,某一项技术很难解决所有场景的通信需求。当然,多种通信技术也要有明显差异化。对于LPWAN各类技术来说,低功耗、长距离、大连接这些特征是最基本的,仅仅对这些指标进行对比远远不够,业界更应该关注的是这些基础特征之外特有的特征,这些才是对满足多样化需求更有意义。

第三是成本敏感性,支持更大范围的设备连接

物联网所连接的设备中,相当大一部分本身是低价值的设备,这种情况下,附加到每一设备的通信成本一定要比较低。尤其是LPWAN场景,对于通信成本的敏感性非常高,近年来各类LPWAN模组成本实现大幅度下降,也是为了满足用户侧成本敏感性的需求。

虽然目前各类LPWAN硬件和服务成本降到了业界期望水平,例如NB-IoT、LoRa模组已达到了5美元以下的水平,但这一成本相对于很多物联网行业终端来说可能只是一个临界水平,即在这一成本之下用户会考虑采用物联网方案。

在很多传统产业中,本身拥有大量非常低值的终端,这些终端如果实现连接、形成监测跟踪的话可以给行业带来数字化的提升。在此情况下,成本的敏感性要求物联网连接成本应该是极低的,若连接的成本能达到几乎可忽略的程度,则这些海量的终端均可成为物联网终端。万物互联网的前景是千亿级终端连接,低价值的终端将成为连接数的主力,通过物联网可以为所在行业带来新的创新空间,但前提是连接成本几乎忽略不计。

举例来说,根据国家统计局发布的《2018年全国统计公报》显示,2018年全国完成快递业务量507.1亿件,这500多亿件的快递中,有不少包含重要函件或商品,若能对快递包装内置极低成本、极低功耗的跟踪模块,则可以有效保障包裹的安全性。

近年来,柔性物联网成为一个业界关注的领域,是成本敏感性较强领域物联网应用的一个方向。通过给各类大量硬件中植入拥有超低功耗、超低成本的通信模块和柔性电池,使得这些设备的联网成为标配,这些物联网设备成本低到一次性用完可以丢弃的程度。各类LPWAN的玩家在这方面也有所推进,根据公开数据,Sigfox曾推出超低价格的跟踪模块,LoRa技术拥有者Semtech曾投资一家打印电池公司来发力柔性物联网。各类厂商看好这一领域,不过市场上暂时还未看到规模化商用的产品。当然,柔性物联网带来的更加海量的接入,对相应网络的容量和灵活性要求非常高,从而也需要更高的频谱使用效率,一些占用频谱资源较高的技术在海量柔性物联网场景下难度较大。

柔性物联网是ZETA专注的重点场景之一。早在去年10月份,纵行科技就推出了一款ZETag广域传感标贴,该产品使用成熟的印刷电池,总体模块成本量产后可以做到1美元以下(含电池)。类似的产品,让物联网可以下沉到更广泛的应用,比如从耐用品可以扩展至易耗品。据笔者了解,ZETag方案已经开始为某快件公司提供高附加值包裹跟踪服务,未来三年终端数量超过300万。Tag的成本和打印电池的特点,使得该模块完全“用完可弃”,柔性物联网以更廉价、更小体积推进更大量级连接的实现。

形成事实标准,产业生态更为关键

接入简单化、需求多样化和成本敏感性,三方面的特征催生LPWAN呈现多供应商的格局,也给进入物联网领域的中小企业很多创新空间。不过,要形成物联网通信层的一个事实标准,仅仅少数几个玩家是无法实现的。

时间回拨到2015年初,彼时国内外市场中已有近20种以上LPWAN技术推出,各类技术的支持者均拿出很多论据证明其将成为物联网市场的事实标准。不过,经过数年发展,最终存活下来的数量并不多。在笔者看来,最大的问题是那些消失的技术标准并未注重产业生态的建设。

一个典型的正面例子是LoRa在全球物联网市场的快速发展,主要得益于从2015年发起成立了LoRa联盟,并大力推进联盟生态建设,使其成为一个物联网事实标准。

ZETA作为低功耗广域网络标准家族的一员,近年来已有很多项目的落地。作为一家由创业企业推出的技术标准,在多种标准中“杀出一条路”,可见其在接入简单化、需求多样化和成本敏感性这三方面给用户带来价值。

在笔者看来,ZETA进一步的发展得益于其联合合作伙伴成立ZETA联盟,不再以一家科技企业的角色单独推进,而是以联盟方式建设产业生态。2018年8月底,日本ZETA联盟成立,接下来不到一年的时间,ZETA产业生态呈现加速发展态势,不仅会员数量,落地项目数量快速增长,近期前微软副总裁西井彦也以高级技术顾问身份加入ZETA联盟。NTT DOCOMO和软银两大日本运营商的加入,在一定程度上进一步扩大了ZETA的影响力。

基于日本联盟的经验,2019年4月,ZETA中国联盟成立。据笔者了解,除了日本运营商外,国内不少大型企业也加入了ZETA联盟,包括中国铁塔、宝信软件、均瑶集团、浪潮、大华、ST等产业链大型企业,而且这些企业已采用ZETA技术实现多个物联网项目落地。在产业生态的推进下,ZETA或有可能成为物联网领域一个“小而美”的事实标准。

当前,低功耗广域网络已经进入了落地检验的阶段,再来争论不同标准之间的优劣、不同标准谁胜谁负已经没有太多意义,因为现在用户已经开始用脚投票了。在一个充分竞争的市场环境下,多元化的技术标准正在给用户提供更多的选择权,小众的技术标准也在成长。

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