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有线电视网络运营商的无线物联网竞争措施新动向

供稿人:李远东  供稿时间:2017-8-29   关键字:物联网  有线电视网络运营商  

目前,全球移动通信业界(尤其是亚洲、欧洲、北美主流的移动通信运营商)都在大力建设发展NB-IoT(窄带物联网。又名为“LTE Cat-NB1”)、eMTC(增强型机器类通信。又名为“LTE Cat-M1”)网络及商业应用,窄带物联网成为公认的“蓝海”型市场,具有很大的发展前景。在此背景下,有线电视网络运营商也迅速采取NB-IoTeMTC的竞争性技术LoRa,并联合起来研发开源的LoRaWAN网络架构解决方案以期为LoRa的大规模部署扫清障碍。下文就对这一最新的动向作简要介绍。

 

全球范围内,IoT(物联网)正在快速发展,它通过“海”量设备的互联使人们的生活与工作受益---目前市场上颇受人们欢迎的物联网终端包括谷歌的Nest Thermostat、各类安防监控摄像机、亚马逊的Alexa、苹果的Apple Watch;相关应用实例比如智能冰箱可通过与互联网“对话”来自动订购牛奶、Fitbits会告诉用户何时散步/跑步以达到自己每天的身体锻炼目标。

 

新兴一代的物联网技术中,传感器终端被设计为可以连续工作数年时间(能耗很低)、可周期性地长距离传输数据。支撑所有这些联网物体的基础设施通常被业界称为“广域低功耗网络”(LP-WAN),其主要具有工厂/仓库远程控制与维护、办公室员工(考勤)管理、弱势群体(老人与小孩)跟踪看护、水//气的智能抄表、泥石流/洪灾/地震等突发性自然灾害的预警、街灯/公共基础设施的主动预测式维护、车队管理、物流管理及优化、智慧泊车、水质监测、温度与湿度监测、家畜跟踪及定位等应用场景,可总结为六大用例,如下图所示。

图1

广域低功耗网络的主要用例[1]

 

LP-WAN网络被设计为覆盖大的地理区域、把传感器与网络交互的能耗最小化。目前,得到商用部署的有众多的LP-WAN网络技术,包括IngenuSigfoxLoRaWANWeightlessNB-IoT(窄带物联网)/eMTC(增强型机器类通信)及其后续演进。

 

上述各种新兴窄带物联网技术的应用场景几乎完全相同,所以是相互竞争的关系,且市场竞争的程度非常激烈。在美国,VerizonAT&T等主流电信运营商所采取的是eMTC技术,为了与之竞争且快速抢占市场,美国最大有线电视网络运营商Comcast Cable20169月开始采取LoRa技术至今,Comcast CableLoRa商用已经迅速扩展至美国15个主要城市[2]

 

eMTCNB-IoT都是蜂窝窄带物联网技术,相关系统只能通过LTE网络运行。而全球范围内几乎所有的有线电视网络运营商由于政策管制的原因均未部署LTE网络,因此,采取相比eMTCNB-IoT有很强竞争力的LoRa技术是一种很好的选择。从而,在Comcast Cable宣布采取LoRa技术后,其他有线电视网络运营商也陆续采用这种技术来抢占窄带物联网市场。

 

但是,另一方面,LoRa是一种由Semtec发展的半私有解决方案,LoRa联盟这个封闭的联盟围绕Semtec解决方案架构来制定LoRaWAN规范。这造成有线电视网络运营商在部署LoRa网络时遇到很多障碍---尤其是成本问题。在此背景下,20177月,有很大影响力的国际有线电视网络联盟组织---美国有线电视网络实验室(CableLabs)发布了“开源LoRaWAN网络解决方案”[1]。(注:截至20177月,CableLabs在全球的有线电视网络运营商成员单位已达59家且基本是各国主流的有线电视网络运营商[3]。)

 

一旦完成了LoRaWAN规范的一个版本,LoRa联盟就会将其公开发布出来。IngenuSigfox都是全私有的解决方案,发展是封闭的、生态系统也是封闭的。为了让自己更加开放,他们面向传感器制造商提供软件开发工具包以方便其快速生产相关传感器。除此之外,还有很多类似的新兴开源解决方案。IngenuSigfoxLoRa等创建和发展这些开源方案的目的都是建立自身的市场竞争优势,并以此惠及网络提供商及其用户。

 

LoRaWAN是一种用于构建长距离且低功耗LP-WAN IoT网络的无线协议。其中,IoT终端设备采取LoRaWAN无线协议把由传感器采集到的数据打成小数据包并传输/上传至部署于数公里之外的LoRa网关。然后,LoRa网关采取更为传统的通信技术(比如有线互联网连接)把相关数据包转发给部署于前端的LoRa网络服务器。在对数据包进行检测处理后,LoRa网络服务器将其转发至LoRa应用服务器进行数据分析。

 

美国有线电视网络实验室(CableLabs)之所以要研发开源的LoRaWAN网络解决方案,是由于其相信,开源方案将可取得私有方案与开放方案之间的很好折中,而且开源方案将可为CableLabs的诸多有线电视网络运营商成员单位带来更好地参与低功耗广域物联网(LPWA)市场竞争的机遇[1]

 

图2

美国有线电视网络实验室(CableLabs)研发的开源LoRaWAN网络架构解决方案[1]

 

此外,CableLabs还于20177月末同步发布LoRa应用服务器、LoRa服务器、LoRa网桥、LoRaWAN Go library等的开源文件[4],以更好地促进开源LoRaWAN网络架构的后续发展及规模商用。

 

此前,CableLabs所研发的都是专门面向有线电视网络行业的解决方案,而现在,CableLabs认为,开源方案可以为消费者带来非常大的好处---这是由于,其能促进可提高人们生活质量的相关行业的快速发展。而开源LoRaWAN网络提高人们生活质量的方式有多种。例如,很多人都曾在下暴雨期间注意到城市公园里的自动喷水系统仍然在运行,这对于水资源是一种浪费而且还将会对气候产生进一步的影响,对此,如果在城市公园部署可与自动喷水系统进行通信的可实时监测土壤湿度、温度、气压、作物/植物健康状况的传感器,就将可节约大量的水资源并提高灌溉效率。

 

图3

基于开源LoRaWAN网络的自动喷水灌溉系统[1]

 

另外一个例子是通过开源LoRaWAN网络及相关传感器自动为家中的老人发出吃药、起床、起身站立等通知/提醒。

图4

基于开源LoRaWAN网络的智慧养老[1]

 

美国有线电视网络实验室(CableLabs)认为,为了实现上述愿景,需要在全国范围及跨国际地区广泛地部署开源LoRaWAN网络。这就将需要在相同的地区部署很多传感器。对来自这些传感器上传的数据进行分析和使用,可获得更高质量的知识、作出更好的决策,从而让人们的日常生活变得更美好。CableLabs的既定目标在于,通过部署开源的LoRaWAN网络架构,降低有线电视网络运营商部署LoRa网络为政企客户及普通用户提供物联网服务的障碍(尤其是成本障碍)。

 

参考文献:

 

[1] Daryl Malas, CableLabs Announces an Open Source LoRaWAN Network Solution[EB/OL]. http://www.cablelabs.com/cablelabs-announces-open-source-lorawan-network-solution/, 2017-07-24.

[2] Mari Silbey, Comcast Accelerates Into 15 IoT Markets[EB/OL].

http://www.lightreading.com/iot/iot-strategies/comcast-accelerates-into-15-iot-markets/d/d-id/734667, 2017-07-18.

[3] Chris Lammers, CableLabs Extends its Global Reach with the Addition of Four New Member Companies[EB/OL]. http://www.cablelabs.com/cablelabs-extends-global-reach-addition-new-member-companies/, 2017-07-26.

[4] CableLabs, LoRa Server, open-source LoRaWAN network-server[EB/OL].

https://www.loraserver.io/, 2017-07-26.


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