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大厂积极布局,NB-IoT、LTE-M成LPWAN主流技术
 

【作者: 劉耕睿】2018年05月24日 星期四

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从2017下半年至今,许多厂商持续释出物联网相关产品消息,尤其CES 2018到刚结束不久的MWC 2018,物联网产业链各关键厂商无不积极发布新产品、新服务或新合作案,希??能在2018年物联网应用爆发前抢占先机。


若观察2017年发展和2018年各厂商动态,可看出整个产业不外??朝向两大方向前进,其一是技术相对较新的蜂窝式低功耗广域物联网(LPWAN中的NB-IoT/LTE-M)布建和生态系建立,另一则为既有垂直领域的物联网导入,并持续深化各应用。


LPWAN技术已发展多年,LoRa和Sigfox虽作为初期主流技术,但随着蜂窝式广域物联网标准订定确立,运营商开始大力布局,相关商用模式也逐渐成形,而2017年最重要的LPWAN通讯技术部署就属NB-IoT和LTE-M,由於推动者皆为各国重要电信运营商和关键设备商,几??可确认NB-IoT和LTE-M已是未来市场中主流技术。其馀LPWAN技术(如LoRa和Sigfox)将从区域型和客制化高的场域各自发展,但大抵上各项技术也已逐渐成熟,现今市场情况则是处於等待模组成本下降阶段来进一步扩大应用的可能性。


NB-IoT和LTE-M两者皆作为蜂窝式广域物联网的技术代表,根据GSMA统计,目前全球已有23张NB-IoT网路和5张LTE-M网路,前者代表厂商如Vodafone、中国电信与KT等,後者则有AT&T和Verizon等。但随着各电信运营商的频谱规划和应用扩展,NB-IoT和LTE-M将会逐渐并存,中国和美国各电信运营商也都各自宣布未来将同时部署2项技术,来因应不同的市场需求。


T-Mobile推出美国境内第一个NB-IoT方案

美国在过去几年着重的并非NB-IoT,而是LTE-M,电信运营商代表以Verizon和AT&T为主。T-Mobile则以NB-IoT切入LPWAN市场,於2018年初推出美国境内第一个NB-IoT方案,并同步推出年费6美元/12MB的收费方案。目前Verizon LTE-M最便宜方案为每设备每月费用2美元,每月流量上限为200KB,最贵方案则是每设备每月费用为80美元,但可使用10GB流量。


T-Mobile推出美国境内第一个NB-IoT方案後,某种程度上将影响美国电信运营商在物联网市场中的竞合,但事实上NB-IoT技术更适合广泛的智慧城市应用,例如抄表、停车、城市警报、环境监测等,T-Mobile选择以NB-IoT与竞争对手作出差异化,从不同市场角度切入,将有助於未来业务发展。



图1 : T-Mobile推出美国境内第一个NB-IoT方案後,某种程度上将影响美国电信运营商在物联网市场中的竞合。(source: mobileworldlive.com)
图1 : T-Mobile推出美国境内第一个NB-IoT方案後,某种程度上将影响美国电信运营商在物联网市场中的竞合。(source: mobileworldlive.com)

虽目前主流是以LTE-M为主,却也不能说美国电信运营商有技术上的偏好,因为蜂窝式技术的选择和部署,与电信运营商既有的频段使用和客户关系有绝对正相关,因此选择LTE-M主要也是与电信运营商本身策略有关。


随着蜂窝式物联网技术标准订定,并成为物联网主流技术後,全球部署速度也持续增快,目前NB-IoT网路数量远超过LTE-M网路,但许多电信运营商不会只专注在单一技术上,而是会持续补齐技术缺囗。从中国和美国的电信运营商皆可看出,中国电信和T-Mobile以NB-IoT作为第一阶段的物联网技术部署,而中国移动、Verizon与AT&T则以LTE-M为优先,但上述所有运营商都有宣布後续也会将另一技术纳入第二阶段的部署规划,因此NB-IoT和LTE-M并非替代关系,而是可作为应用的互补技术,最後的终极目标都是为了接轨5G时代。


中国依旧是现今NB-IoT最大部署市场

目前三大中国电信运营商共已布建出全球最大的NB-IoT网路规模,亦於2017年中至年底间分别推出各自的收费模式:中国电信收费模式分为连接服务费和高频功能费,而中国移动则是以每张SIM卡收取年费的方式,此外中国联通也将推出以每个连接装置计算流量的收费模式;2018年的NB-IoT发展在中国已有明确商用路线,未来则是持续朝收费精致化和客制化发展。



图2 : 2018年的NB-IoT发展在中国已有明确商用路线,未来则是持续朝收费精致化和客制化发展。(source: elecfans.com)
图2 : 2018年的NB-IoT发展在中国已有明确商用路线,未来则是持续朝收费精致化和客制化发展。(source: elecfans.com)

若以收费方案和商用速度来看,中国电信最为积极,除了率先推出NB-IoT资费方案外,更建立多种应用场域,例如与深圳水务集团的商用智慧水表和共享单车ofo合作案等,都是相当经典和成功的案例,试图从解决痛点的角度进行NB-IoT的推广。


中国联通则是同步发展NB-IoT和LTE-M,在近期通过混改方案(混合所有制改革)後,引进9家战略投资者,并将物联网发展作为企业首要推动项目,还成立高达100亿元人民币的物联网基金,将补贴互联网终端与模组等相关关键零组件和发展重点应用。


除了电信运营商之外,华为作为中国和全世界最大网路通讯设备商,对NB-IoT态度亦是势在必行,积极培植自身在NB-IoT的生态系地位,不仅要成为标准订定的发言人,更要成为整个LPWAN发展的王者。


华为在NB-IoT领域采取全面布局,从晶片(Boudica系列)、软体(如测试软体SoftRadio)、作业系统(Huawei LiteOS)一直到管理平台(OceanConnect)等皆有提供,让欲发展NB-IoT应用的厂商有足够且便利的开发工具来快速进入市场。华为目前共有44个NB-IoT生态系合作夥伴,分布20个应用领域和17个国家,并推动2种合作计画政策(ISV和IHV),试图在提供软硬体之馀,能协助解决合作厂商在进行业务推展过程中资源不足的问题。


从中国厂商动态、布局速度与规模来看,NB-IoT已是中国广域物联网主流技术,当标准确立後,後续生态系的完整程度将成为最终的决胜关键。目前三大运营商与华为皆各有进展,也已有成功的应用案例,随着技术和商业模式的成熟,相信在2018年将会有实质的市场成长。


模组成本仍需等待进一步下降


图3 : LPWAN三大技术阵营的主要半导体供应商。(Source:各厂商;拓??产业研究院整理,2017/11)
图3 : LPWAN三大技术阵营的主要半导体供应商。(Source:各厂商;拓??产业研究院整理,2017/11)

虽然NB-IoT和LTE-M已确定成为市场主流,但由於仍属新技术,相关的晶片与模组成本仍是一大考量,使得第三方或下游厂商有所疑虑。因此,中国移动针对物联网推出20亿元人民币补助专项,当中有10亿元人民币是针对NB-IoT进行补贴;中国联通则规划100亿元人民币协助物联网产业各项垂直领域成熟化;而中国电信直接对模组进行第二次补贴加码,让NB-IoT模组价格得以降低至约35元人民币甚至更低。


随着运营商持续推动补贴政策,市场应用需求与采用度将持续扩大,加上5G将於2020年商用,NB-IoT/LTE-M须於5G商用前有成熟的市场表现,才有办法顺利衔接5G的多元网路应用需求,不致拖累5G商用时间点,因此模组成本进一步下降必会发生。透过运营商补贴和基础建设的完善,增加市场端的应用需求,让供给和需求形成良好循环,将是各方厂商需关注与努力的重点。


(本文作者刘耕睿为拓??产业研究院研究员)


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