第三节 低功耗广域网

一、低功耗广域网产业发展新特点

（1）NB-IoT与LoRa将继续领跑全球LPWAN市场。

2018年LPWAN市场成长显著，逐渐成为推动物联网连接数快速增长的重要推动力。相关测算数据显示，2017—2023年，LPWAN将以超过100%的年复合增长率实现连接数量的高速增长。从细分技术来看，目前LPWAN市场仍处于较高的碎片化状态，如蜂窝LPWAN方面存在NB-IoT、eMTC等技术，非蜂窝LPWAN方面则拥有LoRa、Sigfox、ZETA等更多的选择。但从2018年的发展态势来看，在上述的LPWAN技术中，NB-IoT与LoRa在技术指标、网络部署、产业链成熟度、全球化程度及垂直行业渗透率等各个方面都显示出了巨大优势。二者之间存在竞争，但更多的是在不同的应用场景和行业领域中互补共存。

（2）NB-IoT产业链和价值链将进一步完善。

一是网络覆盖将进一步完善。数据显示，2018年我国NB-IoT基站规模为120万个，预计到2019年，我国NB-IoT基站数量将突破150万个。二是NB-IoT模组成本将下降到合理区间内。目前NB-IoT模组价格一般在40～50元的水平。2019年随着运营商补贴力度进一步加大，以及出货量的大幅提升，NB-IoT模组价格有望下降到30元以内，与2G模组的价格达到同一水平。同时，模组价格的下降会进一步刺激下游垂直应用市场的需求并带动出货量，使产业链更加成熟。三是NB-IoT的价值将实现从网络连接到应用的外溢。目前，三大运营商都已经将NB-IoT作为本公司的重点战略之一大力发展，将进一步向平台和垂直行业应用方向迁移。

二、存在问题

（1）市场碎片化程度较高。

网络、技术、产业、应用市场和产品标准的碎片化一直是影响LPWAN高速发展的关键。在技术层面，存在蜂窝LPWAN方面的NB-IoT、eMTC等技术，非蜂窝LPWAN方面的LoRa、Sigfox、ZETA等技术；在标准层面，工业领域常见的标准协议就有上百种，如再考虑到私有协议，数量可达上千种；在市场应用层面，LPWAN应用已经覆盖工业、商用、消费三大领域约20多个行业、160多个应用场景，拥有数目繁多的终端设备接口。根据物联网智库预测数据，预计到2020年，我国LPWAN接入设备将达到1.97亿个，行业市场规模将达到30.14亿元。由于各行业对LPWAN产品的需求不同，使得LPWAN的应用市场碎片化程度较高。但随着NB-IoT标准的出台和商用，华为、中兴及三大电信运营商、军工企业等加快在LPWAN物联网基础领域的投入力度，提升产业链资源整合能力，LPWAN碎片化现状有望改变。

（2）产业核心技术薄弱。

受原材料、装备、芯片等领域核心技术薄弱的影响，我国LPWAN发展所需的相关技术和设备基本依赖进口。除华为主导的NB-IoT的国际标准体系外，目前我国LPWAN的核心技术仍停留在“引进—模仿—改进—创新”层面，对国外技术的依赖度较高，缺乏原始创新，技术积累和资本投入水平仍与国外先进国家差距较大。同时，缺乏拥有强大技术实力和竞争力的龙头企业。芯片是LPWAN行业的核心设备，也是技术性壁垒较高的产业链环节。我国LPWAN产业链中，射频识别芯片技术基础薄弱，工艺水平不高，部分多功能、微型化、智能化、网络化的高端芯片基本依赖进口。如LoRa技术的核心芯片基本由美国半导体制造商Semtech控制，后者占有LoRa射频芯片80%以上的市场份额。SIGFOX芯片技术也主要由欧美企业掌握，主要芯片供货商包括TI、ST、Silicon Labs、On-Semi、NXP、Ethertronics、Microchip等。另外，我国LPWAN安全技术和产品创新能力不足，整体安全解决方案提供商数量较少。“十三五”时期，我国LPWAN产业目标是迈向中高端，低功耗广域网中的芯片、设备、数据服务都在规划目标之列。

（3）物联网安全问题凸显。

一方面，与传统物联网相比，LPWAN物联网在实际应用中拥有海量终端设备及轻量级嵌入式系统，任何微小的安全漏洞都可能引发巨大的安全事故。基于LoRa和NB-IoT物联网主要的安全威胁来自感知层终端设备。如固件代码植入、任意代码执行、弱加密算法、设备绑定漏洞、DoS攻击、固件升级检查等。目前，许多LPWAN物联网终端设备的安全处理能力非常低，很容易成为黑客攻击目标。在传输层，LPWAN物联网终端设备主要采用不稳定的无连接的UDP传输层协议向基站发送数据，存在通信劫持的风险。另一方面，LoRa等LPWAN技术使用非授权频段，且核心标准掌握在其他国外企业手中，难以在涉及国家网络信息安全的行业中完全实现自主可控，网络信息安全无法保障。

（4）垂直行业应用尚未普及。

LPWAN不仅仅是单一市场，而是包含了智慧城市、智慧农业、智慧工业、智能抄表、智能停车、车辆追踪、智慧社区等所有垂直行业应用领域。目前，我国LPWAN垂直应用行业主要集中在智能抄表、智能停车、资产跟踪、智能农业、智能医疗等领域。例如，深圳水务已正式商用智能水表；上海正式安装并上线试运行NB-IoT智能燃气表；东莞市政府已推出空污感测、智慧停车等应用情景等。随着LPWAN与国民经济各行各业的融合，终端呈现多样化特征，进一步拉长物联网应用的长尾部分。但目前我国LPWAN的市场应用还处于试点示范和推广阶段，应用种类单调，商业模式远不够成熟，缺乏面向普通公众用户的各类个性化应用，垂直行业应用还远未普及。

三、对策建议

（1）统筹不同制式的低功耗广域物联网协同发展。

一是规范顶层设计，针对不同制式的低功耗广域物联网产业发展做好政策性指导。例如，对基于蜂窝和非蜂窝的NB-IoT等产业链各环节发展适时制定相应的规划和指导意见等。二是强化与各企业的需求对接，针对低功耗广域物联网生态圈打造广泛征求芯片/模组供应商、网络设备商/运营商、互联网平台企业及相关其他企业的意见，增强相关政策的科学性和合理性。

（2）加强低功耗广域物联网核心技术攻关。

一是研究建立国家低功耗广域物联网产业专项资金，通过委托贷款、股权投资等多种手段相结合，吸纳更多的社会和金融资本投向低功耗广域物联网相关核心技术领域。二是强化低功耗广域物联网配套政策引导，鼓励低功耗广域物联网产业上下游企业与国内科研院所、高校等单位的交流合作，共同研究突破关键技术。三是进一步完善物联网核心技术知识产权布局，完善国家层面的知识产权体系建设，尤其是高端芯片、模组研发及核心生产相关技术等环节，力争将高增值环节的“根基”留在国内。四是针对传感器芯片制造等我国在海外市场遭遇专利诉讼的高发领域，提前做好前瞻性战略布局。

（3）推进物联网安全保障体系建设。

一是加大政策保障力度，广泛开展调研和需求分析，针对低功耗广域物联网终端部署、网络运行、数据采集及处理等各环节的安全性问题进行全面总结，梳理重点、难点、前瞻性问题，以及亟需解决的突出问题。二是针对蜂窝、非蜂窝低功耗广域物联网技术行业不同层面的安全问题，如传感器节点、传输信道、数据处理平台等，有计划、分阶段进行研究，强化顶层设计，制定相应的政策保障措施，规范低功耗广域网络的安全运行机制。

（4）加快低功耗广域物联网商业化进程。

一是结合企业需求，强化NB-IoT等在典型垂直行业领域的试点应用效果跟踪，对应用过程中出现的壁垒性问题进行研究分析，提出指导性意见或解决方案。二是出台一系列配套政策，鼓励相关企业对现有试点场景进行优化或者扩展新的垂直行业应用场景，推动NB-IoT规模化商业进程。三是相关巨头企业（阿里巴巴、百度、华为等）结合自身发展需求，继续强化与产业链上下游企业的多方合作，共同开拓新的行业应用场景，助力产业落地应用。四是企业联盟统筹协调各方资源，针对低功耗广域物联网细分领域行业应用（智能家居、智慧城市、智慧农业等）定期发布相关白皮书，增强竞争影响力。