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低调的LoRa将迎来“春天”?

2018-11-15

近日,中國移動發佈了500萬片NB-IoT單模模組採購招標公告。備受運營商和華爲等大廠的青睞,NB-IoT技術的發展可謂如火如荼。而阿里、騰訊、Google等互聯網廠商卻押寶LoRa。阿里還發出口號:“現在,每個家庭都有WiFi,將來,每個企業都將有LoRa。”我們一定會問,LoRa究竟前景如何?

何謂LoRa?

物聯網應用中的無線技術,有運營商廣域網的GPRS、3G、4G等,還有局域網短距離的ZigBee、Wi-Fi、藍牙。雖然這些無線技術本身已經成熟,但是在長距離和低功耗兩者之間只能二選一。LPWA(低功耗廣域網)在這個背景下應運而生,專爲遠距離、低帶寬、低功耗、大量連接的物聯網應用而設計。

LPWA包括LoRa、Sigfox和NB-IoT等,其中 LoRa 從 2013 年開始進入中國,LoRa芯片在中國的出貨量也與日俱增。

LoRa(Long Range的簡稱)應對不同的使用目的,可以分爲3種,分別是Class A,基本定時傳輸用,強調省電;Class B,除基本傳輸功能外,增加觸發性傳輸能力;Class C,提供持續傳輸功能。

针对物联网应用,LoRa具备三大特点:

1.最远15公里的传输距离。

2.低功耗,一顆鈕釦電池可以讓感測節點運作1年。

3.低成本,免牌照的頻段、基礎設施以及節點或終端的低成本讓網絡建設運維較爲容易。


LoRa较量NB-IoT

在低功耗廣域技術中,與NB-IoT齊頭並進的就是LoRa,因此這兩項技術常常被拿來比較。LoRa與NB-IoT其實各有利弊,並沒有明顯特徵表明誰優誰劣。從現階段來看,強調統一標準、超高可靠性的NB-IoT技術,與追求個性化佈設、滿足場景化需求的LoRa技術,具有互補性。

1.频谱

LoRa物聯網技術在非授權頻譜上工作。因此,由LoRaWAN(LoRa聯盟推動的低功耗廣域網協議)支持的應用程序成本較低。與LoRa的異步協議不同,NB-IoT 服務是同步的,並使用授權頻段。

2.网络

NB-IoT與LoRa遠程覆蓋能力都不錯,NB-IoT更優,其覆蓋範圍可延長至18-21公里,高於LoRa提供的12-15公里覆蓋範圍。不過,由於LoRa不依賴蜂窩數據或WiFi,其覆蓋範圍在所有地區都保持相對穩定。

3.电池

電池方面LoRa表現更好。由於NB-IoT在蜂窩授權頻譜上工作,設備必須定時進行網絡同步,相應會消耗電量。而基於ALOHA 的LoRa架構中不需要這樣的網絡同步。在LoRa 的異步頻段中,終端應用程序精確決定設備的“休眠”時間,因此電池電量可以輕鬆保存。NB-IoT 的線性發射器需要的“峯值電流”比採用非線性調製的 LoRa多幾個數量級,對電池施加額外壓力。

4.速率

在這方面,NB-IoT或許可以將LoRa甩在後邊,其窄帶設置中的平均數據速率爲200Kbps,大約是LoRa工具運行的數據速率的20倍。NB-IoT的較高數據速率使其成爲需要更快速數據吞吐量應用程序的理想選擇。

5.成本

LPWAN協議無論多強大都需要考慮其低成本,否則它們不能是可行的物聯網解決方案。LoRa協議在這方面有優勢,LoRa協議模塊的總體成本在50元-70元左右,約爲 NB-IoT 等蜂窩 LTE 模塊價格的一半。NB-IoT網絡的複雜性越高,授權頻段的費用就更高,也提高了 NB-IoT 的總成本。

6.模式

從商業模式上來看,NB-IoT屬於運營商建網,業務方不需要自己來考慮基站的部署,但網絡質量、安全都是不可控的風險,且企業自身的增值也會受到一定阻礙。LoRa,屬於企業自建網絡,基站需自己部署,後續需自己運維、優化等,覆蓋的點位、網絡質量及安全等維度都要自己負責。

LoRa生态系统逐渐扩大

去年,工信部發布了《微功率短距離無線電發射設備技術要求(徵求意見稿)》,一時間使得LoRa的商用前景變得不夠明朗。然而,LoRa沒有就此銷聲匿跡,阿里、騰訊、中國聯通、廣電集團和Google等衆多企業相繼加入了LoRa陣營,產業生態不斷壯大。

1、3月28日,阿里高調宣佈:“全面進軍物聯網”,在杭州部署基於LoRa技術的物聯網平臺。

2、如7月31日,LoRa聯盟與騰訊聯合宣佈,騰訊已在最高層面加入了LoRa聯盟。

3、8月17日,中國鐵塔與阿里簽署戰略合作,爲阿里巴巴的物聯網建設提供站址資源。

4、9月1日,中國聯通物聯網公司、中興克拉、Semtech三方共同發佈聯通“LoRa連接管理平臺”。

5、9月19日,阿里雲物聯網戰略再次提速,在杭州雲棲大會上正式啓動“達爾文計劃”,宣告全面推動LoRa覆蓋與普及。

自今年3月起,由於看好在非授權頻譜的廣域網前景,阿里實行一系列舉措推進LoRa在我國的拓展。騰訊也宣佈將在深圳與當地合作伙伴共同建立一個LoRaWAN網絡,爲各種物聯網應用和終端用戶,提供從設備、邊緣到雲端的LoRaWAN一體化解決方案。

衆所周知,國內三大運營商對於NB-IoT技術青睞有加,並且投入巨大。除了中國移動,中國聯通在此前也啓動了規模高達300萬隻的NB-IoT模組招標。雖然,中國聯通已重金投入NB-IoT,但考慮到成本方面問題,或成侷限。NB-IoT模組,去年電信的集採價格是66元,今年聯通限價到35元,短期內進一步拉低成本的空間有限。

相比之下,LoRa全產業鏈具有成本優勢,在前期有利於政企客戶低成本靈活部署。而這也是聯通切入LoRa市場的一個重要原因,它可利用自身的物聯網平臺優勢和渠道資源,與合作伙伴一起探索新的商業機會。

對於整個產業鏈的核心,LoRa芯片技術也已成熟。目前,美國Semtech公司是LoRa芯片的核心供應商,掌握着LoRa底層技術的核心專利。而Semtech的客戶主要有兩種,一是獲得Semtech LoRa芯片IP授權的半導體公司;二是直接採用Semtech芯片做SIP級芯片的廠商,包括微芯科技(Microchip)等。

目前,LoRaWAN標準已建立起“LoRa芯片-模組-傳感器-基站或網關-網絡服務-應用服務”的完整生態鏈。

LoRa應用不斷擴展

LoRa技術因爲其低功耗、深度覆蓋、容易部署等優勢使得其適用於要求功耗低、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等物聯網應用,如智能抄表、智慧停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農業、智慧工業、智慧城市、智慧社區等應用和領域。

智慧停車

LoRa技術因其靈活部署的特點可以節省大量施工成本,同時一個LoRa網關可管理數百個車位的LoRa傳感器,實時監控車位使用情況。

物流追蹤

追蹤或者定位市場的一個重要的需求就是終端的電池使用壽命。物流追蹤可以作爲混合型部署的實際案例。物流企業可以根據定位的需要在場所部網,LoRa可以提供這樣的便捷部署方案。

智慧水務

在水錶上面安裝相應的LoRa模組,可以節省人力成本的同時,以更加精細和動態的方式管理水務系統的整個生產、管理和服務流程,從而達到“智慧”的狀態。

智慧農業

對農業來說,低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫度、溼度、鹽鹼度等傳感器的應用對於農業提高產量、減少水資源的消耗等有重要的意義。這些傳感器需要定期地上傳數據,而且很多偏遠的農場或者耕地並沒有覆蓋蜂窩網絡,更不用說4G/LTE了,而LoRa十分適用於這樣的場景。

除了這些應用場景,LoRa技術被部署到衆多領域,同時還有更多的應用正在被挖掘。

LoRa先治“芯”病

芯片是LoRa的痛,相比NB-IoT芯片的開放狀態,LoRa芯片基本被一家壟斷。芯片是一個產業的基礎和內核,若芯片受制於人,使得一個技術的發展將不被自己掌控,整個產業的主動權都將不在自己手中。

LoRa芯片最早由美國Semtech推出,Semtech是一家IC設計公司,LoRa芯片核心IP由Semtech壟斷,其採用通過委託晶圓代工和封裝測試的商業模式。因此國內業界普遍擔心,這種單一供應商模式存在斷貨風險,尤其是在貿易戰的大背景之下

不過,9月20日,阿里雲IoT與Semtech正式簽署了LoRa IP授權協議,並聯合ASR發佈了國內首款LoRa系統芯片ASR6501。

阿里獲得LoRa IP授權後,意味着可以基於LoRa IP進行芯片開發,自己或找代工企業生產LoRa芯片。此舉使得未來基於IP的LoRa芯片越來越多,從而在國內開啓LoRa芯片更多供應商的格局。無法掌握LoRa主動權的擔憂將會緩解。


結 語
     相比於NB-IoT在我國的發展,LoRa的發展似乎顯得比較低調。但無論是LoRa龐大的生態系統,還是其廣泛的應用場景,LoRa的發展潛力都有目共睹。雖然NB-IoT勢頭強勁,但在未來廣闊的物聯網藍海中,LoRa必有一席之地。



本文转自“全球物联网观察”微信公众号

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