终结低功耗广域网络技术百家争鸣,走WiFi修炼的路径?

作者:吴双力(中国科学院计算机网络信息中心)
低功耗广域网络目前存在多个标准或联盟,最终只有少数标准才会大规模应用。这个发展过程可以借鉴WiFi的历程:通过一个平台或组织推进标准化,加剧标准内部的供应商竞争。对于低功耗广域网络来说,参与者加入一个具有活力的技术标准组织,是必要条件之一;最后不管哪个公司获得商业上成功,这个标准组织将会长久存在。

统一的标准化往往促进产业的快速发展。低功耗广域网络(LPWAN)将在物联网未来的发展中占据重要位置,因此运营商、大型设备商都开始对这个领域热衷起来。目前已经出现了NB-IoT,LoRa,weightless等多个标准或者联盟, sigfox、ingenu也在推广自己的低功耗广域网络技术方案。然而从技术和市场的发展规律来看,技术概念诞生初期总是百家争鸣,随着技术和产业发展,由于规模经济的需要,总是最终只有少数标准才会大规模应用。低功耗广域网领域这种百家争鸣局面会持续多久?哪种技术会流行甚至统治这个领域?

他山之石:WiFi普及的修炼之路

频谱资源是无线通信必备条件,低功耗广域网络对频谱的要求更高,授权频谱和非授权频谱都有技术标准布局。授权频段的无线网络技术会受政策,甚至国际博弈的影响较大,我们暂且不去讨论。在免授权频段,目前最流行也是我们最熟悉的无线技术应该算是WiFi了,其实WiFi也经历了一个漫长的修炼过程,在中国科学院计算机网络信息中心吴双力看来,WiFi的发展会给低功耗广域网络代理很多启示。我们不妨看看WiFi是怎么炼成。

1985年,美国联邦通讯委员会(FCC)开放ISM频段用于通信,免授权商用无线局域网络成为可能;
1988年,NCR公司开始研发无线局域网(WLAN);
1990年,IEEE 802.11工作组成立;
1997年第一个802.11标准发布(从1990年到1997年之间,802.11工作组召开了上百轮会议讨论无线局域网的标准);
1999年,802.11b推出后WiFi联盟成立。
在此之后,WiFi标准和产业的发展大大加快,802.11g、802.11n、802.11ac等技术性能不断提升,大家已经很熟悉了。

WiFi技术最早的推动者是谁?最早一批生产WiFi芯片的是谁?WiFi路由器的早期供应商都有谁?这些厂商有很多,但很多都不存在了,但随着岁月流逝,留下的是性能越来越高和越来越便宜以及越来越随处可见的WiFi。可以说WiFi技术是通过标准化,加剧标准内部的供应商竞争,从而获得了和其他技术相比的优势,最终流行起来的。802.11工作和WiFi的代表们来自厂商,但他们通过一致协商通过的标准具有独立性,命运也和厂商解除了绑定,WiFi留下了,有的参与技术发展的厂商却消失了。

踏雪寻踪:低功耗广域网络的发展路径

低功耗广域网络的哪个标准未来会成为主流?我们不妨就先寻找哪个组织会像WiFi一样发展吧。现在低功耗广域网络领域的竞争,更多的还是表现在不同技术(标准)体系之间的竞争。我们看看不同技术内部的竞争情况,假设内部达成标准一致前提下,竞争越充分,越可能流行。

Sigfox、Ingenu因为是本公司专有技术,不计入统计。目前为止没有发生过单一公司的无线通讯技术占主导地位情况,即使像高通这样的厂商也同样开展了技术标准化和产业各环节的相对开放。(注:资料有限,数据不太完整,希望有完整数据的组织可以和中国科学院计算机网络信息中心吴双力联系)

从以上表格中可以看出LoRa Alliance当前的发展状况较为理想,不过LoRa Alliance当前最大的问题就是物理层未标准化,同时底层芯片的竞争还不够充分。802.11ah前景可期,不过802.11ah当前定义的目标通讯距离不足够远,可能会限制其应用场景,另外,IEEE 802.11ah因为标准投票机制等较为复杂,完成进度较慢,但其爆发力不能低估。其他组织发展状况还不明朗,如果能够尽快增加自己的开放度、透明度,吸引产业内有竞争力企业在自己的平台上通过竞争与合作发展,也还有机会。

由于技术门槛相对较低,产业积累充分,低功耗广域网络(LPWAN)技术和产业的迭代周期会比WiFi的早期快的多,这个产业的技术集中应该在3-5年内就会完成。每个参与者都期待自己的公司或者组织能够在这个有前景的产业上成功,上述分析表明加入一个具有活力的技术标准组织,是必要条件之一。然而,这并不是充分条件,反而越是有活力的标准组织,竞争将会更加充分,作为单个公司更需要采取合适策略积极投入才能获胜。最后,不管哪个公司获得商业上成功,这个标准组织(也可以叫做平台)将会长久存在,这是产业发展的新特征之一。

来源:物联网智库