NB-IoT/LoRa是新技術？其實30年前就已經出現了

以NB-IoT、LoRa為代表的低功耗廣域網路（LPWAN）技術近年來已經是物聯網領域最熱門和最吸引眼球的部分，在一些場合，NB-IoT或LoRa都成了物聯網的代名詞了，彷彿一個專案沒有和NB-IoT或LoRa有點關係都不算物聯網專案了。不過，雖然NB-IoT、LoRa是近幾年出現並開始商用，但此類低功耗廣域網路的想法並不是新鮮事物，那些對低資料吞吐量有明確需求的應用落地已經有了超過30年的歷史。實際上，在蜂窩網路還未商用之前，一些行業就採用M2M方式來給低速率終端聯網實現應用，使用專用的無線資料網路，這些無線資料網路和今天的低功耗廣域網路有相似的拓撲和網路架構，有些直至今日仍然在一些利基場景中使用。

30多年間的演進和變換

從上世界80年代開始，低功耗廣域網路已在全球各地開始萌芽，部分技術形成的網路已發展到較大應用規模。比較典型的包括：

（1）全球化的低速率資料網路DataTAC

DataTAC是一個窄帶資料網路技術，最初由美國MDI(MobileData International)研發。使用該技術的窄帶無線網路ARDIS網路，是由摩托羅拉和IBM上世紀80年代初投資建設的合資公司。這張網路專為資料傳輸應用而設計，執行在800MHz頻譜上，其資料速率為19.2 kbps，而且最為知名的是擁有比高速率網路更強的穿透性。除了尋呼機和黑莓的郵件外，ARDIS在其他方面中也有廣泛的應用，比如安全、車隊追蹤、信用卡授權和銷售自動化等。

具體來說，ARDIS是一張叢集式無線資料通訊網路，不能用於語音通訊。該網路上行時執行在806 MHz到821 MHz之間，下行時執行在851 MHz至866 MHz之間，有25KHz的通道間隔。在那個時候，ARDIS已具備一定規模，在美國都市統計區域（MSAs）的城市中有400座最大城市已被覆蓋，涵蓋了美國90%城市核心商業區以及80%的總人口。ARDIS也稱得上全球化的網路，它在英國、加拿大、德國、澳大利亞、馬來西亞、新加坡和泰國有分支，比如澳洲電訊、和記電訊在澳大利亞、香港都部署運營了ARDIS網路。1995-1996年期間，ARDIS在全球已擁有超過44,000個客戶（大部分是企業客戶），在個別區域裡其容量已超出極限值，不過ARDIS更多會隨著需求增加來增加容量和覆蓋。

在現在看來，ARDIS的費率非常之高，對訊息傳送服務來說，從每月39美元的最低套餐（包含100條訊息）到每月139美元的白金套餐（包含650條訊息），對於非訊息類應用的服務，每個資料包收取6美分，或者每100位元組資料收取3美分，此類套餐不可用於email。ARDIS也做了不少室內深度覆蓋，而且由於全國性的覆蓋，ARDIS的使用者在各大城市之間可以無縫漫遊。

不過，在當時的背景下，ARDIS僅提供資料服務，而當時人們對於基於語音的通訊需求非常旺盛，加上這張網路缺乏像思科、Ascend、北電等主流硬體裝置廠商的支援，讓這張網路可以發揮的作用有限。後來，摩托羅拉和IBM均將其股份出售給電信運營商美國移動（American Mobile），美國移動將ARDIS的客戶併入了其部署的2G網路中，這張早期的低功耗廣域網路宣告結束。

（2）源於歐洲的Mobitex

Mobitex也是一項窄帶資料通訊技術，在上世紀80年代由瑞典TeleverketRadio研發，數年後Televerket Radio和愛立信的合資公司擁有Mobitex，來進一步完善該技術，這家合資公司為Eritel，後來成為愛立信的一個子公司。Mobitex在歐洲執行在400-450 MHz頻段上，在北美執行在900MHz頻段上，該技術使用12.5KHz頻寬傳輸資料，最高速率8kbps，最大的覆蓋範圍可以達到30公里。1986年Mobitex開始在瑞典部署，後來也擴充套件到英國和美國等地，與DataTAC類似，除了用於尋呼和黑莓郵件外，也用於公共交通、安全和大量M2M場景，其中在美國911事件和2005颶風救援行動中，Mobitex發揮了一定作用。

Mobitex也是一個全球化的網路，在5大洲30多個國家實現部署（其中包括在中國小範圍部署），而且形成大量的運營商，比如在美國就有RAM Mobile Data、BellSouth Wireless Data、Cingular Interactive、CingularWireless和Velocita Wireless這些運營商，在加拿大有Rogers Wireless，在英國有RAM Mobile Data等。在英國，Mobitex規模最大的應用當屬汽車故障修復業務，幾乎所有的汽車故障資訊傳送至故障服務機構時都採用的是基於Mobitex的閘道器軟體，預計每年有超過2000萬次故障和修復資訊都是通過其傳送的。

和DataTAC類似，在越來越成熟的GSM網路的陰影下，Mobitex開始走下坡路，能夠提供的應用場景不斷萎縮。一個標誌性事件是，2012年12月31日，瑞典永久關閉了Mobitex網路。

（3）為消防報警器而生的AlarmNet

AlarmNet從字面來看就和報警器有關，這一無線技術是安定寶（ADEMCO）在上世紀80年代中期研發的，安定寶是當時美國一家大型的報警裝置製造商，在2000年時與另一家知名安防企業C&K合併成立Ademco Group（美國安定寶集團），並隸屬於霍尼韋爾，2004年美國安定寶集團正式更名為霍尼韋爾安防集團。

AlarmNet已經與今天的低功耗廣域網路比較相似，它使用928MHz免授權頻段，這一張網路是用來監控安定寶公司的報警裝置，而AlarmNet用來發送報警訊號等少量資料，所以傳輸速率也很低。AlarmNet當時已經具備了一定的規模，覆蓋了美國18個主要的區域和約65%的城市人口，這樣的規模已經形成一張廣域覆蓋的大網。不過，在上世紀90年代末，2G蜂窩網路開始普及，人們發現蜂窩網路可用來傳輸資料和音訊，而且覆蓋較廣，整個產業鏈成熟後硬體成本非常低，因此大量需要使用無線的裝置開始使用2G網路，其中包括報警系統，因此這張網路就開始和2G網路融合。不過時至今日，AlarmNet仍然是霍尼韋爾報警聯網系統的重要服務內容。

NB-IoT和LoRa的商用，不僅僅是時機，更在於標準化和生態

從以上三個類似於低功耗廣域網路的技術發展歷史可以看出，這些技術最終的命運都是在2G網路商用中走向衰落。從上世界90年代中期開始，GSM網路在全球的普及部署，提供一個泛在的覆蓋，且硬體成本大大降低，2G晶片出貨量快速增長，M2M業務開始遷移到2G網路上。GPRS的商用，給M2M業務更多資料接入的機會，很多廠商在其裝置中嵌入了GPRS模組，模組成本和流量資費越來越低廉，廠商也能負擔這一成本，這一現象持續了近20年。

目前，在全球運營商將4G作為主流網路且準備商用5G背景下，2G網路的退網已實施或提上日程。物聯網的市場前景，尤其是需要低速率、低電量耗費的無線場景的連線需求越來越多，在這個時機下，以NB-IoT、LoRa為代表的低功耗廣域網路正填補了這一缺口。

30多年前的DataTAC、Mobitex、AlarmNet這些低功耗廣域網路曾一度從星星之火形成燎原之勢，但最終被2G網路撲滅。在筆者看來，這一變遷是由於當時M2M的場景有限，其網路技術和2G有很明顯的替代性，而更重要的是GSM技術形成的高度標準化和全球產業生態將網路部署運營的門檻大大降低了。而DataTAC、Mobitex、AlarmNet當時依然堅持封閉技術，只有少數幾家廠商支援，缺乏產業生態讓其無法與2G形成競爭。從當前來看，NB-IoT、LoRa從一開始就重視標準化和產業生態的建設，而其他移動通訊技術的發展也為其留下了應用場景空間。

過去30年裡，低功耗廣域網路由盛而衰，如今又開始崛起，下一個30年會走向哪裡？