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LoRa到底怎么了?

2019-12-10 08:55 鮮棗課堂
關(guān)鍵詞:LoRa無線通信技術(shù)

導(dǎo)讀:好久沒有聽到LoRa的消息了。正當(dāng)人們有點(diǎn)遺忘它的時(shí)候,來自工信部的一則公告,再次把它推向了風(fēng)口浪尖。

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好久沒有聽到LoRa的消息了。正當(dāng)人們有點(diǎn)遺忘它的時(shí)候,來自工信部的一則公告,再次把它推向了風(fēng)口浪尖。

事情是這樣的:

幾天前,2019年11月28日,工信部發(fā)布第52號(hào)公告。公告的主要內(nèi)容,涉及微功率設(shè)備的范疇定義、無線頻率的使用限制等要求,還有一些管理規(guī)定和舉措,一共10條內(nèi)容。

而其中第7條,非常關(guān)鍵。原文內(nèi)容有點(diǎn)長,簡單來說,就是國家明確規(guī)定,433MHz不屬于中國的ISM頻段。

什么是ISM頻段?ISM頻段,就是(工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療)頻段。全球各國為了讓一些工業(yè)、科學(xué)及醫(yī)療領(lǐng)域的公共設(shè)備不用都專門申請(qǐng)頻段,就設(shè)置了一些頻段,作為“無需授權(quán)即可使用的頻段”,就是ISM頻段,也就是我們常說的免費(fèi)頻段。像Wi-Fi、藍(lán)牙,都是用的ISM頻段。

433MHz頻段被國家收回,會(huì)帶來什么問題呢?和LoRa有什么關(guān)系?

很簡單,LoRa作為一項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),會(huì)用到433MHz頻段。LoRa沒有自己的專屬頻段,所以一直使用免費(fèi)頻段(ISM頻段)。433MHz在部分歐洲國家,屬于ISM頻段。

如果433Mhz在中國不是免費(fèi)頻段,就說明LoRa沒有辦法用它。那么,是不是就等于說,52號(hào)公告判了LoRa的死刑呢?

回答這個(gè)問題之前,我們還是先回顧一下,到底LoRa是一個(gè)什么樣的通信技術(shù)。

LoRa的基本情況

LoRa,是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。它屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種。

它的名字來源于“Long Range”的縮寫,從名字就能看出來,它的最大特點(diǎn)就是距離長。

最開始的時(shí)候,LoRa的原型技術(shù)是一家法國公司Cycleo研發(fā)的。2012年,這家公司被美國Semtech(升特)公司以約500萬美金的價(jià)格收購。Semtech基于這項(xiàng)技術(shù),推出了現(xiàn)在的LoRa。

2013年8月,Semtech向業(yè)界發(fā)布了一種新型的基于1GHz以下的超長距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的芯片,就是我們的LoRa芯片。

LoRa一經(jīng)推出,就憑借它驚人的靈敏度(-148dbm)、強(qiáng)悍的抗干擾能力、出色的系統(tǒng)容量表現(xiàn),贏得了廣泛的關(guān)注。

它能夠很好地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通訊、長電池壽命、大系統(tǒng)容量、低硬件成本。而這些,正是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)所需要的。

表格來源:全球物聯(lián)網(wǎng)觀察

推出LoRa之后,Semtech公司不遺余力地對(duì)LoRa技術(shù)進(jìn)行推廣。

2015年,Semtech牽頭成立了國際LoRa聯(lián)盟(LoRa Alliance)。創(chuàng)始成員中有IBM、思科這樣重量級(jí)產(chǎn)巨頭,也有知名半導(dǎo)體廠商MicroChip。此外,聯(lián)盟還拉攏了眾多電信運(yùn)營商,如:新加坡電信SingTel、荷蘭皇家電信KPN、瑞士電信Swisscom、比利時(shí)電信運(yùn)營商Belgacom。

一項(xiàng)技術(shù)能不能火,最主要就是看它的生態(tài)陣營是否強(qiáng)大。

國際LoRa聯(lián)盟成立之初,就特別注重生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)。在聯(lián)盟的推動(dòng)下,LoRa的產(chǎn)業(yè)鏈已相當(dāng)成熟,從底層的芯片、模組到設(shè)備制造、系統(tǒng)集成,都有相關(guān)廠商。

來源:LoRa聯(lián)盟官網(wǎng)

在此基礎(chǔ)上,LoRa得到了快速的發(fā)展。

根據(jù)最新的數(shù)據(jù),全球LoRa聯(lián)盟成員已發(fā)展到500多家,有121家運(yùn)營商部署了LoRa網(wǎng)絡(luò),全球LoRa節(jié)點(diǎn)差不多有1億個(gè)。像美國、法國、德國、澳大利亞、印度等國家,都有LoRa。荷蘭KPN電信、韓國SK電信早在2016年上半年就部署了覆蓋全國的LoRa網(wǎng)絡(luò),提供基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

LoRa聯(lián)盟的主要成員代表

在國內(nèi)的話,2016年1月,中興通訊牽頭并發(fā)起成立了“中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟(CLAA)”,旨在推動(dòng)LoRa產(chǎn)業(yè)鏈在中國的應(yīng)用和發(fā)展。目前,聯(lián)盟成員已經(jīng)超過1200多家。2018年中國市場(chǎng)LoRa芯片出貨量占全球一半以上,中國已成為LoRa產(chǎn)業(yè)生態(tài)最大的市場(chǎng)。

LoRa的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)比較簡單:終端節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù),然后把數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)基站,再匯總到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,最終送到應(yīng)用服務(wù)器。如下圖所示:

LoRa組網(wǎng)簡單示意圖

LoRa網(wǎng)關(guān)(圖片來自CLAA官網(wǎng))

命運(yùn)多舛的LoRa

回到最開始的問題。

是不是433MHz的禁用,等于判了LoRa的死刑?

答案是——沒有。

因?yàn)長oRa的使用頻段并不止433MHz。準(zhǔn)確來說,433、470、868、915MHz頻段,都可以是LoRa的頻段。

而中國目前LoRa用的是什么頻段呢?470-510MHz。

52號(hào)公告指出:“470-510MHz”,“限在建筑樓宇、住宅小區(qū)及村莊等小范圍內(nèi)組網(wǎng)應(yīng)用,任意時(shí)刻限單個(gè)信道發(fā)射?!?/p>

雖然有限制,并沒有禁止使用。所以說,52號(hào)公告沒有判LoRa的死刑。

真要說判死刑的話,2017年12月工信部的另一篇公告,才是真的差點(diǎn)徹底封殺了LoRa。

2017年12月,工信部發(fā)布《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求(征求意見稿)》。在意見稿中,工信部將用于民用無線電計(jì)量儀表使用的470-510MHz頻段,也就是LoRa用于組網(wǎng)的頻段,限定為單頻點(diǎn)使用,不能用于組網(wǎng)應(yīng)用。

這個(gè)意見稿如果成為正式文件,那LoRa就真的沒戲了。

為了挽救LoRa,當(dāng)時(shí)國內(nèi)國外所有的LoRa相關(guān)企業(yè)集體抱團(tuán),與工信部無線電管理局進(jìn)行溝通和磋商。終于,歷時(shí)一年,工信部在認(rèn)真梳理分析反饋意見建議基礎(chǔ)上,在2018年11月28日,對(duì)征求意見稿進(jìn)行了完善和修改,放寬了限制,允許470-510MHz用于組網(wǎng)應(yīng)用。

2019年4月2號(hào),無線電管理局還專門主持了一個(gè)小范圍的研討會(huì)(有20多家企業(yè)參加),討論了業(yè)界2018年底針對(duì)第二次《征求意見稿》后反饋的信息的處理意見。

從那之后,LoRa才算是長舒了一口氣,頑強(qiáng)地活了下來。

這次的52號(hào)公告,實(shí)際上和工信部之前的文件保持了一致,還是給LoRa放了一條生路。

LoRa的未來

LoRa之所以命運(yùn)如此多折,和它自身的定位有很大的關(guān)系,也和它的競爭對(duì)手有很大的關(guān)系。

作為LPWAN(低功耗廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng))技術(shù)中的一種,LoRa最大的對(duì)手,當(dāng)然就是NB-IoT。

Wi-Fi、藍(lán)牙這樣短距離的,是WLAN物聯(lián)網(wǎng)

LoRa、NB-IoT這樣的,是LPWAN物聯(lián)網(wǎng)

NB-IoT和LoRa的技術(shù)特點(diǎn)非常相似,都是低功耗、廣覆蓋,適合海量連接場(chǎng)景。但是,NB-IoT是運(yùn)營商建網(wǎng)和提供服務(wù),而LoRa是自建網(wǎng)絡(luò)。

表格來源:全球物聯(lián)網(wǎng)觀察

很多人認(rèn)為,自建網(wǎng)絡(luò)多麻煩,直接用運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)不是很好嗎?

也不一定。

對(duì)于很多企業(yè)來說,不希望將自己的數(shù)據(jù)交給運(yùn)營商。而且,廠區(qū)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò),如果自己部署,顯然掌握了自主權(quán),更加靈活,心里踏實(shí)。

正因?yàn)橛脩粲行枨?,所以,LoRa在推出之后獲得了很多企業(yè)的支持,產(chǎn)業(yè)鏈也發(fā)展迅速。

在國內(nèi),阿里和中興是LoRa最忠實(shí)的擁護(hù)者和推動(dòng)者。騰訊后來也加入了LoRa陣營,甚至中國聯(lián)通作為運(yùn)營商也支持LoRa,2018年發(fā)布了首個(gè)全國級(jí)的LoRa平臺(tái)。

LoRa陣營的策略很簡單——埋頭苦干,把網(wǎng)絡(luò)建起來、用起來,靠事實(shí)說話。如果LoRa網(wǎng)絡(luò)形成規(guī)模效應(yīng),產(chǎn)業(yè)鏈也足夠強(qiáng)壯,自然就增加了政策上的生存空間。

LoRa之所以存在爭議,還有一個(gè)主要原因,也是它的致命弱點(diǎn),那就是芯片。

LoRa芯片是整個(gè)LoRa產(chǎn)業(yè)鏈的起點(diǎn)和核心。而LoRa芯片底層技術(shù)的核心專利掌握在Semtech一家公司手里。芯片或模組企業(yè)通過Semtech授權(quán)IP進(jìn)行LoRa芯片開發(fā)或者直接采用Semtech芯片做SIP級(jí)芯片開發(fā)。目前,全球僅有意法半導(dǎo)體(STM)和阿里云IOT(芯片由ASR實(shí)現(xiàn))兩家獲得LoRa的IP授權(quán),其它如微芯科技(Microchip)、深圳華普、國民電子、群登科技等通過獲得LoRa晶圓的方式,推出SIP級(jí)芯片或者模組。

而這個(gè)Semtech公司,偏偏是一家美國公司。

不用我多說什么了吧?總而言之,這個(gè)問題非常敏感。

但是,LoRa陣營的支持者認(rèn)為,Semtech對(duì)LoRa的控制并沒有想象中那么獨(dú)斷,不可能出現(xiàn)斷供封殺的情況。我仔細(xì)研究了一下他們的理由,覺得并不是很讓人信服。這里我持保留意見。

針對(duì)Semtech這種情況,有類似上海磐啟微電子這樣的企業(yè)在做相關(guān)的替代方案,我覺得可能會(huì)是一個(gè)好路子。如果能自主可控,類似LoRa這樣的自組網(wǎng)方案應(yīng)該會(huì)更有前景。至少政策上生存幾率就大了很多。

相比之下,NB-IoT那邊情況要好得多。

今時(shí)不同往日,NB-IoT現(xiàn)在已經(jīng)搖身一變,成為了5G mMTC場(chǎng)景的現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上,等于說NB-IoT就是5G。根正苗紅、3GPP親兒子、生態(tài)開放、演進(jìn)靈活、國家主推、運(yùn)營商站臺(tái),NB-IoT的這些優(yōu)勢(shì)都不是LoRa可以比擬的。

兩者實(shí)際上從競爭關(guān)系,慢慢演變成了共同發(fā)展關(guān)系。說來說去,還是和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與Wi-Fi的關(guān)系一樣。NB-IoT很難徹底消滅LoRa,LoRa也無法撼動(dòng)NB-IoT的地位。那就只能這樣,各自發(fā)展,長期共存。

關(guān)于這次52號(hào)公告事件,各方的解讀也有不同。支持LoRa的人認(rèn)為,這是“靴子終于落下來了”,沒有封殺,說明國家在支持LoRa。反對(duì)LoRa的人認(rèn)為,公告進(jìn)一步限制了LoRa的生存空間,只不過網(wǎng)開一面,留點(diǎn)余地。

公說公有理,婆說婆有理??偠灾?,我個(gè)人認(rèn)為,LoRa的政策前景仍然不明朗,這樣的狀態(tài),很有可能會(huì)繼續(xù)持續(xù)下去。對(duì)于LoRa陣營來說,現(xiàn)在還不是開香檳的時(shí)候。為了LoRa的生存,還需要漫長的堅(jiān)持和努力。