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物联网通信标准之战的8年回顾

2019-05-13 11:39:00

2017年6月，工信部印发了《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》。《通知》中一句“加快NB-IoT标准在国内的落地”，让整个物联网产业界都不淡定了。似乎这是一个信号：NB-IoT将成为国家级物联网通信标准。

当然，这一“震荡”的根源在2年前，NB-IoT被3GPP选中，成为官方的物联网通信标准之时，已经产生了。但当时的NB-IoT可以说除了名字，一无所有。对其他友商形不成什么实质威胁，所以并没有引起业界恐慌，反而还带红了LoRa、Sigfox、eMTC等其它LPWA技术。

而今天的NB-IoT已经不同于往昔，不仅有标准，还有芯片，有应用，有生态了。就是有实实在在的产品和应用放在大家面前了。这个时候，用户方出来说，就选NB-IoT当标准了，这个杀伤力就不可同日而语了。据说此前有政府已规划建设LoRa实验网，但是《通知》出台后，便纷纷叫停。

因此，如果说在此之前，所有的LPWA协议处于同一条水平线上。从这份文件公布的那一刻开始，其它所有的LPWA协议标准，什么LoRa、Sigfox、eMTC等，乃至其它短距离通信协议Zigbee、Wi-Fi、蓝牙、RFID等，似乎不再具有与NB-IoT同等的竞争机会了。就在一瞬间，仿佛NB-IoT成了正规军，而LoRa与其它LPWA协议，和短距离通信协议一起沦为了民兵团，成了未来NB-IoT无法到达之处的补充品。

此时，各种协议标准背后的企业力量，暗潮汹涌，一场关于物联网通信标准的战火已被触发。不过事实上，这场战火并非今天才开始燃起，至少已经燃烧了8年，只是到了今天才成为熊熊大火，或许是到了火焰殆尽之时亦未可知。

“LPWA史前”时代的群雄割据

物联网产业化之路，在中国已有8年之久。在这8年期间，关于物联网通信标准的战争从未停息过，一直都是群雄割据的状态，并且每种通信协议都曾在一段时期内成为过主流。这也是很多心存质疑者，对物联网产业发展的诟病之一。2015年之前，物联网通信协议的主要竞技者是RFID、ZigBee、Wi-Fi等近距离无线通信技术；2016年开始，NB-IoT、LoRa等LPWA技术进入战场，并成为竞技的主力。

在所有短距离通信协议中，RFID出现的最早。据说二战期间就有使用。在物联网的战场上，它也是第一个进场的。在2009年-2012年间，RRID在物联网领域具有绝对领导力。当时，在网上搜索“物联网”三个字，出来的大多是和RFID相关的内容。比如会有“XX大联网概念股龙头企业”，其中排在前几名的就是远望谷、新大陆、上海贝岭等RFID标签或设备企业；还会有“物联网在物流方面的应用案例”，出现的案例大都是物流企业如何运用RFID系统打造智慧物流，所以时至今日，跟一些圈外人提起物联网，他们的第一反应还是“啊，我知道，就是物流嘛！”甚至当时某个RFID读写器公司，借物联网之名圈地，美其名曰打造物联网产业园。时至今日，也未见后话。当然，今天的RFID应用已经不仅仅局限于物流领域，智能家居、工业等领域都能看到它的身影。因为RFID自身都有很多种标准和制式。

在此期间，其它通信协议也并未消停，都一点一点地在物联网产业中渗透。比如ZigBee、Wi-Fi、GPRS、蓝牙等目前势力范围较大的通信协议，以及Z-wave、PLC、NFC等势力范围较小的通信协议，也都有“独领风骚数百天”的时候。

先说蓝牙。蓝牙的商用始于1994年，但是在物联网时代，它虽然一直拥有大量用户，比如很多硬件单品耳机、音箱等，都采用的蓝牙协议，在地位上，却一直是相对边缘化的存在。直到2014年底发布的蓝牙4.2版本，做出了大量满足IoT需求的修改，比如传输速率、功耗、传输距离、功耗等。尤其是传言传输距离可达100米，甚至还有说可达300米、1000米等，一度有很多人认为它可能是物联网的主流通信协议了。但是实测值与理论值的巨大差距，让其笑容如昙花一现。

然后说ZigBee。ZigBee在2003年正式商用，其出现得原因是为了补充蓝牙得不足。因此可以说，蓝牙得缺点基本都是它得优点：低功耗、低速率、大链接（相对于蓝牙、Wi-Fi）、长传输（相对于蓝牙），甚至低成本等。而这些优点在一定程度上，满足了物联网得通信需求。

所以2013年后的这几年，它能够和Wi-Fi一起领军物联网通信协议标准。最初在工业领域大行其道，后在智能家居领域炙手可热多年。起码在LPWA没有出现前，它是有机会的。虽然其自身协议标繁多。

ZigbeeHomeAutomationZigBeeLightLinkZigBeeSmartEnergy等8个协议，以及认证流程的复杂性成为限制其发展的软肋。但是人家2015年底发布的ZigBee3.0，据说是可以实现全面的互联互通啊！

说完ZigBee就必得说Wi-Fi了。这可以说是相爱相杀的一对，犹如LPWA中的LoRa和NB-IoT。

Wi-Fi由澳洲政府的研究机构CSIRO在90年代发明，并于1996年在美国成功申请了无线网技术专利，于1999年被IEEE认定为无线局域网通信标准。2010年在中国被解禁后，其传输速率高、部署方便、覆盖范围广等特点，让其迅速获得了各个层面用户的青睐。到2014年，几乎是物联网终端必备的通信协议之一。在没有LPWA的时代，它和ZigBee都有点“拽的不知道自己是谁了”。

GPRS，可以说是所有面向物联网的无线通信技术中的另类。它原本属于骨干网级别的通信协议，与1G、2G、3G、4G是一伙的，代号2.5G。原本在3G出来后，它就该被淘汰的，但是它不甘心，所以自动降格，跑到其它短距离无线通信协议的地盘上抢饭吃。所幸的是，还真被它抢到了一口。比如现在有一种流量卡，也被称作物联网卡，就像我们手机里的sim卡一样，装到设备里就可以实现通信。定期缴费即可。很多工程机械都采用这种方式进行联网，甚至一些消费电子也有采用。因为其数据传输的中间环节少，直接通过骨干网进行传输，传输质量稳定，又对电信运营商有利，所以在市场上也占据着不小的份额。

这五种通信方式应该说“LPWA前”时代的物联网通信协议主流。其它诸如PLC、Z-Wave、NFC等因为一直处于边缘化的位置，在此不多赘述。

LPWA登场，仍是多种协议同争光辉

然而，LPWA来了。就在什么ZigBee、Wi-Fi、蓝牙、GPRS等还没分出胜负的时候，新对手就入场了。

2016年，LPWA进入大家的视线，似乎物联网产业的发展迎来了新的生机。但是LPWA并非只有一种技术，NB-IoT、LoRa、eMTC、SigFox等依然是各自“拥兵自重”，表面看似和谐，背后却暗流涌动。其中以NB-IoT和LoRa两伙的势头最劲。

LoRa由SemTech公司于2013年推出。2013年10月24日，SemTech发布了RF收发IC新产品“SX127x”，该产品采用了其自主开发的“LORA”（远程）技术，理论上最大传输距离在郊区可达到15km、在市区可达到2～5km，频率范围为137MHz～1050MHz。这一产品的推出，解决了传统近距离无线通信技术，无法同时满足低功耗和长传输的问题。

此后，很多物联网应用中都引入了LoRa技术。就联动原素了解到的，在电力、农业、物流、能源领域都有成熟应用案例。

不过，真正带火LoRa的还是2016年，NB-IoT被3GPP选中，成为物联网移动通信标准后，业界对LPWA的热炒。这个时候，NB-IoT、eMTC、Sigfox等都开始暂露头角。尤其是NB-IoT和eMTC的背后，都是通信界大佬。当然，若非如此，LPWA也不会有这样的机会，LoRa亦不会这么快进入大众的视野。

事物都具有两面性，LoRa借LPWA之势迅速打开知名度的同时，也迅速成为了其它通信协议防备和压制的对象。

当然，传统的无线通信协议因自身的局限性，似乎短期内与LoRa抗衡的力量不足。但是，与LoRa能力相近的NB-IoT和eMTC却不存在这样的顾虑，虽然当时它们连芯片都没做出来，但是它们具有天然优势，基于蜂窝技术，能够更加方便地与骨干网融合；统一标准，不像LoRa是开源，谁都可以改一套自己的；同时，背后力量强大。

终于轮到NB-IoT。百科上的发展历程：2014年5月，华为提出了基于蜂窝技术的窄带技术NB M2M；2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT；7月，NB-LTE跟NB-CIOT进一步融合形成NB-IOT。2016年，被写入3GPPR13,并于6月冻结标准。虽然出世较晚，但是背后力量强大，华为、爱立信、高通三大巨头共同推动，当然，背后大家是否同仇敌该，同心同德，就不得而知了。同时，对运营商来说，也是有百利而无一害。所以，哪怕今天真被立为国家标准亦不足为怪。

在LPWA中，另外一个不可小觑的力量是eMTC，这个亦由LTE演进而来的物联网通信技术。与NB-IoT相比，eMTC除了拥有1）强连接、2）超低功耗、3）深度覆盖、4）低成本、5）安全性高、6）稳定可靠等优点外，还具有传输速率更快、更低延时（100ms级，NB-IoT是秒级）、支持移动性、FDD、定位、支持VoLTE语音通信等特点。不过据说，3GPPR14出来后，NB -IoT也能够支持定位和一定的移动性等特性。同时，据说某芯片和通信巨头真正支持的是eMTC，该芯片巨头对NB-IoT芯片的开发一直持磨磨唧唧的态度。

至于SigFox，显然各大角力者都没有把它放到眼里。当然，各种通信标准已经打的不可开交了，不差它一个。

NB-IoT能够坐稳正规军之位吗

现在看来，物联网通信标准的战争，已不再局限于技术层面，已经上升到资本实力，甚至政治力量对比的层面。因此，NB-IoT会不会成为标准，应该说还要等待时间的检验。即便力挺NB-IoT、被业界质疑左右了中国政府决策的的华为，也不敢因为工信部的一篇发文，就高枕无忧。反而更像是在NB-IoT还未站稳脚跟的情况下，就成为了众矢之的。而其它原本相互对立的通信标准，现在有了一个需要共同对付的目标。那么，NB-IoT能够坐稳正规军之位吗？

据说，华为在NB-IoT标准制定中的建议占比30%。而这个比例是以所有蜂窝网络技术标准的规约条款为基数的。如果信息属实，那么“推动NB-IoT成为国际物联网通信标准”这件事就可以直接上升到政治高度了。就像当年，中国力推TD-SCDMA一样，中国研发啊！

但是，目前为止，也只有工信部发了一个《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》，一是没有上升的中央的高度；二是没有明确提出NB-IoT将成为国标。这说明政府对NB-IoT还没有到力挺的程度。当然，换个角度，可能是中国政府更加包容了：如果别人的更好，我也不排斥将其定为国标。

这样一来，华为几乎成为了唯一一个有实力的NB-IoT力挺者。因为像华为这种虎狼公司，小企业怕它，大企业恨它。它很成功，但是也很孤独。所以即使现在中国政府有发声，但似乎态度暧昧。所以对华为来说，它必须在更大范围内，比如在国际上让更多国家，或者其运营商采用NB-IoT，才能进一步在中国推动NB-IoT成为标准。这或许也是华为目前正在努力的。

根据联动原素了解到的信息，目前海外已有二三十个运营商开始部署NB-IoT。在国内，华为也希望通过大量的实验让NB-IoT技术更加完善。据说华为制订了3个技术验证阶段，分别是1千个节点、1万个节点和10万个节点。目前1千个节点的实验已经结束，正在进行1万个节点的实验。当1万个节点的实验没有问题后，会进行10万个节点的实验。如果10万个没有问题，才开始全面部署。从这个信息来看，华为在NB-IoT的推广上还是相当谨慎的。

那么，下游企业有什么看法呢

联动原素通过面访、邮件访谈、在线访谈等方式是，对包含模组厂商、硬件厂商、方案厂商、平台厂商等在内的十多家企业进行了一系列的采访后，得到的观点总结如下：

反面：

1、NB-IoT运营商主导，运营商一定会收费，不能接受；

2、NB-IoT以及其它LPWA技术更适合室外的应用场景，室内，难接受；

3、NB-IoT以及其它LPWA技术传不了视频等款数据，硬伤；

4、NB-IoT反应迟钝，硬伤；

5、标准才刚推出，没个10年8年的市场验证，可靠性存疑；

6、NB-IoT运营商主导，有建设周期，在这段时间内容大家还要活；

7、没有一种技术可以解决所有问题，必须不断寻求最佳的方案组合（想成唯一标准，想太多）。

正面：

1、NB-IOT是由运营商主导的通信技术，得益于目前运营商已有网络覆盖，一旦正式投入运营，将占据大部分市场份额；