十年前，人們對推動大規模物聯網發展的蜂窩網絡寄予厚望。 事實上，根據 Enterprise IoT Insights 最近的一份報告，思科和愛立信都預測，到 2020 年，互聯設備市場將達到 500 億臺設備。 但整個物聯網市場的增長速度比當時的預測要慢，在這些預測結束一年多后，目前只有 124 億臺物聯網設備在流通。 然而，LoRaWAN 等 LPWAN 解決方案可以輕松適應物聯網應用需求，將對海量物聯網產生更大的影響。

大規模物聯網由大量低復雜性、低成本設備組成，這些設備連接到支持相對較低吞吐速度的網絡。這種專為物聯網構建的傳感器設備和網絡的組合正在改變企業的運營方式、公共基礎設施的監控方式以及組織實施可持續發展計劃的方式。因此，很容易看出為什么 10 年前對蜂窩網絡寄予厚望。畢竟，蜂窩連接在其他類型的設備中占主導地位。運營商已經擁有了基礎設施，那么為什么不能很容易地使用它來為大規模物聯網提供動力呢？似乎距離大規模物聯網的發展只有幾年的時間。然后還有幾個。總是在地平線上。

蜂窩物聯網挑戰

事實證明，大規模物聯網部署所需的技術在做出這些預測時并不存在。除其他挑戰外，基礎設施成本、設備電池壽命要求和可用性之間存在不匹配。蜂窩運營商試圖使用并非專門為物聯網而構建的技術來連接預測的數十億臺設備。

在目前部署的物聯網設備中，2G 和 3G 代表了蜂窩物聯網連接的大部分，53.1% 使用其中一種。這是有問題的，因為運營商正在淘汰這些傳統技術，而它們的替代品仍在努力獲得牽引力。今年，AT&T 和 T-Mobile 等運營商正在關閉其 3G 網絡，而全球大部分地區的 2G 網絡已經落伍，歐洲的一些地區也將緊隨其后。 47% 的用戶沒有收到網絡關閉的通知，這造成了不確定的前進道路。

近年來，隨著用例需求變得更加清晰，蜂窩低功耗廣域網 (LPWAN) 技術得到了發展，但即使在其最主要的地區，挑戰仍然存在。以中國為例。根據 Sequans 的內部估計，它是 NB-IoT 和 Cat-M1 的最大和增長最快的市場，2020 年該地區售出 1 億個蜂窩 LPWAN 芯片組。據估計，世界其他地區僅占 500 萬個 NB-IoT 芯片組。在中國，數據計劃和對基礎設施的投資使這項技術得以普及，但即使在中國，硬件供應商也在努力扭虧為盈。

讓我們來看看三個蜂窩物聯網挑戰，以及LoRaWAN如何能夠提供解決方案。

1. 昂貴的連接

特別是基礎設施成本一直是使用蜂窩網絡進行大規模物聯網部署的最大障礙之一。蜂窩需要昂貴的基礎設施來支持它，包括建造成本超過 100,000 美元的塔、昂貴的網關以及網絡部署和持續管理所需的大量勞動力。由于蜂窩網絡固有的部署模型，運營商無法按需構建網絡，這與 LoRaWAN 等無需許可的 LPWAN 解決方案不同，后者可以輕松適應物聯網應用需求。 LoRaWAN 硬件的物料清單 (BOM) 成本也較低，與基于蜂窩的解決方案相比，這會降低整體基礎設施和解決方案的成本。

這甚至還沒有考慮到關鍵領域的功能差異，例如終端設備功耗及其在大規模部署中的相關成本。 NB-IoT 最常見用例（例如資產跟蹤、智能計量和可穿戴設備）的通信配置文件會導致蜂窩設備的高功耗。支持更多耗電量的設備不可避免地會導致電池消耗，而 NB-IoT 固有的“更健談”的特性更加突出了這一點。

部署設備后，與 LoRaWAN 設備相比，蜂窩設備的固件更新通常會消耗更長的電池壽命，這使得 LoRaWAN 成為需要在現場持續更長時間的項目的更可行的解決方案。

據 Semtech 稱，LoRaWAN 的整體運行功耗比 NB-IoT 低三到五倍。使用 NB-IoT 的電池壽命也不長，因為 ABI Research 發現 LoRaWAN 設備的電池壽命平均延長五年以上，提供更長的使用壽命，具體取決于用例。來自博洛尼亞大學、特倫托大學和集成系統實驗室的一組研究人員發現，根據他們使用開發用于監測結構完整性的傳感器的實驗數據，LoRaWAN 電池壽命在某些應用中可以比 NB-IoT 長 10 倍.

2. 參差不齊的覆蓋面和更少的選擇

由于 NB-IoT 和 CAT-M1 部署的延遲推出，蜂窩物聯網解決方案尚未大規模部署。然而，由于部署模型的靈活性和網絡運營商之間不斷增長的互操作性，LoRaWAN 正在快速增長，這將在不久的將來結合起來提供全球覆蓋。

根據 LoRa 聯盟的數據，現在有 160 多個國家擁有公共 LoRaWAN 網絡，而根據 GSA 的數據，有 64 個國家擁有 NB-IoT 或 LTE-M 運營商。缺乏網絡以及互操作性問題使得使用蜂窩物聯網技術管理跨地點的部署變得更加困難。另一方面，LoRaWAN 網絡正在經歷顯著增長。隨著各種地面網絡和衛星連接之間的集成，以及 LoRa 聯盟的 LR-FHSS 傳輸數據速率等進步，多模式物聯網基礎設施聯盟 (MMIIC) 等合作正在為 2022 年實現 100% 的全球覆蓋提供道路。

此外，經過認證的蜂窩終端設備上市速度緩慢，并受到前面提到的 2G 和 3G 淘汰的負面影響。相反，LoRa 聯盟提供強大的設備認證計劃，讓最終用戶確信支持傳感器的終端設備符合 LoRaWAN 規范。終端設備合規性可確保網絡上的正確行為，降低支持成本并防止產品在以后修復成本更高時出現故障。這種類型的政策和法規將大大有助于確保預計將在該領域持續數十年的終端設備的可靠性。

一些運營商甚至放棄了 NB-IoT，就像 NTT DoCoMo 和 Dish Network 去年一樣，它們分別將重點轉移到 Cat M1、LTE-M 和 5G。關于哪種蜂窩技術將獲勝存在很多困惑，而且這是每個人的猜測——即使在移動網絡運營商中也是如此。

3. 5G 不是解決方案

NB-IoT 和 Cat M1 都是兼容 5G 的 4G 技術，因此它們正在利用 5G 的炒作。隨著 2G 和 3G 的日落臨近，5G 將自己定位為解決方案，當超過一半的當前蜂窩物聯網連接不再工作時，它將填補空白。然而，迄今為止，企業采用率最低，全球僅部署了 290 個公開披露的私有 5G 網絡，5G 的頻譜應用明顯下降。

雖然 5G 支持 NB-IoT 和 Cat M1 為大規模物聯網部署提供蜂窩解決方案，但它們距離填補空白還有很長的路要走。從長遠來看，幾種物聯網技術將共存，以最大限度地提高物聯網部署的投資回報率。蜂窩技術將支持需要持續通信、更高數據速率或更低延遲的用例，而 LoRaWAN 將作為需要遠距離、深度室內滲透、電池供電設備、在具有挑戰性的環境中覆蓋的用例的主要技術，以及需要公共和私有網絡混合的實現。

用 LoRaWAN 連接未連接的

LoRaWAN 準備為大規模物聯網部署提供所需的成本結構和靈活性。它提供更遠的范圍、更長的電池壽命、更好的傳播特性和更省電的維護，這些結合起來可以有效地支持更多的用例。這些都是 ABI Research 預計到 2026 年 LoRaWAN 將占所有非蜂窩 LPWAN 連接的一半以上的原因。

LoRaWAN 的范圍尤為重要，因為它有可能到達蜂窩信號難以穿透或缺乏蜂窩基礎設施的環境。從農村和崎嶇環境到室內，甚至在固體結構深處，任何地方都受益于 LoRaWAN 的傳播特性。

安全性是另一個關鍵的區別因素，因為蜂窩信號在從網絡上的一個點跳到另一個點時有可能被攔截。 LoRaWAN 提供內置于協議中的端到端安全性。 LoRaWAN 還支持公共、私有和混合模型，為企業部署網絡基礎設施的方式提供極大的靈活性。

LoRa 聯盟的 500 多個成員密切合作以推進開放的全球協議，與 3GPP 引入新協議和棄用舊協議的五年周期相比，該協議旨在支持該領域 20 多年的使用。國際電信聯盟 (ITU) 最近批準將 LoRaWAN 列為 LPWAN 的全球標準，進一步鞏固了 LoRaWAN 作為可靠、開放標準的地位。

游戲終局

先行者正在為物聯網分析對 2025 年 10 億個 LoRaWAN 設備的最新預測鋪平道路。他們得到了蜂窩市場仍然缺乏的創新部署模型和合作伙伴關系的支持。隨著 LoRaWAN 被用于使用傳感器來檢測物理世界，這些傳感器可以使用十多年，并在需要時通過空中更新，客戶可以自由探索無限的用例，并開始從他們的數據可以產生的洞察力中受益。大規模物聯網的潛力終于被釋放出來。