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NB-IoT占比54%,LoRa连接数依然是海外第一:最新LPWAN研究报告解读

信息技术 物联网技术
物联网智库    2024-04-02    142
作者:赵小飞
物联网智库 原创

近日,知名市场研究机构IoT Analytics发布了最新的全球低功耗广域物联网(LPWAN)跟踪和预测报告。报告数据显示,全球LPWAN连接数持续增长,截至2023年底,全球LPWAN连接数接近13亿,预计未来几年将以26%的年复合增速增长,到2027年连接数将达到30亿。物联网的连接形式呈现出多样化态势,LPWAN一直是其中一个备受关注的形态,承载着大量低功耗物联网场景需求。

LPWAN在物联网连接形态中保持稳定

2023年5月,IoT Analytics发布了全球物联网连接数的预测,预计2023年物联网连接数将达到167亿,拥有13亿连接数的LPWAN占总数的8%;到2027年,LPWAN连接数占总连接数的比例将达到10%。

从IoT Analytics的跟踪预测数据来看,采用包括无线个域网、无线局域网在内的短距离通信方式的物联网连接数占比超过70%,而包括2G、3G、4G、5G和LPWAN在内的长距离通信方式的物联网连接数占比不到30%。

LPWAN在物联网中开始使用始于2015年左右,经过不到10年时间,其份额从0增长到8%,体现出市场对其强劲的需求。随着5G、Cat.1 bis等连接方式的需求快速增长,LPWAN结束了高速增长,但到2027年,LPWAN份额依然能够达到10%,可见对其需求依然保持稳定,促进LPWAN的份额保持稳定。

由于长距离物联网连接数占物联网总连接数的比例不足30%,10%的LPWAN连接数在长距离物联网中占据了超过1/3的份额,体现了在长距离物联网中的重要性。

NB-IoT、LoRa、LTE-M主导的格局

物联网从业者对于LPWAN都比较熟悉,从2015年开始,全球十余个LPWAN技术涌现出来,经过市场洗礼,最终形成以NB-IoT、LTE-M代表的授权频谱LPWAN技术和以LoRa、Sigfox为代表的非授权频谱LPWAN技术,其中Sigfox市场占有率一直非常低,对整体市场变化影响不大,因而LPWAN领域基本上是NB-IoT、LoRa、LTE-M主导的格局。总体来看,这一领域呈现如下特点:

1、得益于中国市场的推动,NB-IoT当前和以后都占据半壁以上江山

根据IoT Analytics的跟踪,2023年全球采用各类LPWAN技术的连接数比例分别是:NB-IoT份额为54%;其次是LoRa,占据29%的份额;LTE-M以14%的份额位列第三;而Sigfox占比仅为1%。

预计到2027年,全球LPWAN各类技术的市场份额分别为:NB-IoT比例进一步扩大,市场份额为58%;LoRa依然位居第二,占比为24%;LTE-M的份额为15%;Sigfox依然是1%。

表格:不同形式LPWAN连接数占比(来源:IoT Analytics)

连接形式
2023
2027
NB-IoT
54%
58%
LoRa
29%
24%
LTE-M
14%
15%
Sigfox
1%
1%

众所周知,从2016年开始,中国开始大力推动NB-IoT的应用,拓展各类场景。2017年,工信部发布了《全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,从多个角度提出了NB-IoT发展的目标,进一步推动NB-IoT产业生态的发展,可以说NB-IoT是那几年中国物联网市场无可争议的主旋律。

过去几年,由于5G的商用,加上LTE Cat.1规模化应用,业界对NB-IoT关注度没有那么高,不过,NB-IoT的连接数依然在持续增长。相对于其他LPWAN连接,NB-IoT连接数占据绝对优势。IoT Analytics跟踪数据显示,截至2023年底,NB-IoT连接数占中国所有LPWAN连接的比例达到81%;同时,中国的NB-IoT连接数占全球NB-IoT连接总数的比例更是达到了84%的份额。

正是由于中国NB-IoT连接数的贡献,在全球LPWAN市场上NB-IoT能够持续增长,占据半壁以上江山。

2、排除中国市场,LoRa仍然占据LPWAN连接的首位

中国拥有全球最大的物联网市场,且其规模远远超过其他国家。为了反映全球其他区域市场的情况,市场研究机构一般会剔除中国的影响,考察除中国市场外的市场状况。如果不考虑中国市场,全球其他国家和地区的LPWAN市场格局呈现另一种景象,即LoRa的连接数位于全球市场首位。

IoT Analytics跟踪数据显示,在不包括中国的全球市场中,2023年LoRa的连接数占LPWAN连接总数的比例是41%,LTE-M连接数占比为31%,而NB-IoT仅为20%。

在2016年,LoRa连接数占比达到最高,份额超过70%,此后LoRa连接数占比持续下滑。这主要源于2016年之前NB-IoT、LTE-M这些蜂窝技术标准还未冻结,没有实质性的商用,另外LoRa联盟成立后,大力推进该技术在全球的渗透,在蜂窝物联网技术商用前的窗口期实现了有效市场教育,得到全球市场的认可,将一个小众技术推广为全球事实标准。而同一时期的Sigfox由于其商业模式相对保守,没有抓住这一窗口期。到NB-IoT、LTE-M标准冻结后,由于蜂窝网络生态在全球的影响力,这些技术开始快速落地,成为LoRa强劲的对手。

不过,借助过去几年打下的基础,加上LoRa生态非常灵活的业务和商业合作模式,让LoRa在未来几年的物联网市场上依然保持稳定的市场份额和影响力。各类垂直行业企业、互联网企业、OEM厂商等加大对LoRa的应用,例如亚马逊AWS发布多个基于LoRaWAN的产品,AWS自研的通讯技术Sidewalk也是将LoRa调制技术融入其中,成为LoRa生态中一个重要玩家;又如,全球最大模组厂商移远通信近期也发布了LoRa模组产品。

IoT Analytics预计,到2027年,除中国市场外,全球LPWAN市场上LoRa连接数仍然有36%的份额,依然占据LPWAN技术的首位。

3、海外授权频谱LPWAN技术影响力将进一步增强

IoT Analytics预测,到2027年,除中国市场外,LTE-M连接数占LPWAN的份额将达到35%,NB-IoT连接数的份额为23%,均高于2023年的份额。

与中国市场不同的是,海外多家主流的电信运营商对于LPWAN技术的部署中更为青睐LTE-M。虽然沃达丰、德国电信等欧洲运营商率先建设了NB-IoT网络,但美国运营商则优先建设LTE-M,将LTE-M作为其LPWAN的主流技术。由于这一网络建设策略的不同,导致海外市场上授权频谱LPWAN技术中LTE-M的份额更高。

海外NB-IoT相对于中国市场发展缓慢,但近年来也有加速势头,且开始了多种创新的做法和新的用例。例如,基于3GPP R17标准系列中的IoT-NTN,海外机构推动NB-IoT卫星通信的发展。2023年7月,总部位于西班牙的低地球轨道(LEO)星座卫星运营商Sateliot和西班牙电信采用NB-IoT在太空中成功测试了端到端漫游5G蜂窝网络。诸如此类应用在海外不断上演。

LPWAN的一些新的趋势

在IoT Analytics分析师看来,未来LPWAN技术和市场会形成一些新的趋势,包括

1、融合与协作

在过去十年中,LPWAN技术变得更加流行,随着市场的成熟和在物联网连接中站稳脚跟,各类LPWAN技术似乎从早期的高度竞争转向更加关注融合与协作。

2023年7月,美国Semtech公司宣布与UnaBiz合作。这两家公司分别是LoRa和Sigfox技术的拥有者,双方专注于LPWAN连接,将Unabiz的Sigfox 0G技术集成到Semtech的LoRa Edge和LoRa Connect平台中。

另外,Semtech对Sierra Wireless的收购,其中一个目的就是推动非授权频谱+授权频谱物联网产品组合。

2、解决LPWAN的一些局限性

LPWAN存在一些局限性仍然需要解决。在IoT Analytics看来,一些LPWAN技术是围绕点对点连接而设计的,无法承载大规模数据负载,但一些场景下需要大数据量的传输。为了解决这个问题,需要对传输协议进行改进,确保完整的数据包传送。在此背景下,Mioty联盟的组织应运而生,依据欧洲通信标准化协会标准ETSI TS 103 357,推出了一种名为TSMA的方法,可以将传感器数据包分割成更小的子数据包,并在不同的频率和时间标记上传输数据包,接收端的算法将监控大量子包并将它们重组为完整的消息,确保即使一个或几个频率受到干扰也能收到完整的消息。

当然,在中国市场上,LPWAN不仅仅是NB-IoT和LoRa,还有多个技术阵营,针对NB-IoT和LoRa的一些不足进行改进,并依托对一些垂直领域需求的有效满足,虽然规模没有NB-IoT和LoRa大,但也形成成熟方案且实现一定规模化的部署。得益于中国广阔的市场,各行业数字化转型需求的多样性,让多样性的物联网技术能够找到自身的定位,形成自己的生存之道。

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