低調(diào)的LoRa將迎來“春天”？

近日，中國移動(dòng)發(fā)布了500萬片NB-IoT單模模組采購招標(biāo)公告。備受運(yùn)營商和華為等大廠的青睞，NB-IoT技術(shù)的發(fā)展可謂如火如荼。而阿里、騰訊、Google等互聯(lián)網(wǎng)廠商卻押寶LoRa。阿里還發(fā)出口號(hào)：“現(xiàn)在，每個(gè)家庭都有WiFi，將來，每個(gè)企業(yè)都將有LoRa。”我們一定會(huì)問，LoRa究竟前景如何？

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的無線技術(shù)，有運(yùn)營商廣域網(wǎng)的GPRS、3G、4G等，還有局域網(wǎng)短距離的ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙。雖然這些無線技術(shù)本身已經(jīng)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(wǎng)）在這個(gè)背景下應(yīng)運(yùn)而生，專為遠(yuǎn)距離、低帶寬、低功耗、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

LPWA包括LoRa、Sigfox和NB-IoT等，其中 LoRa 從 2013 年開始進(jìn)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(yīng)對(duì)不同的使用目的，可以分為3種，分別是Class A，基本定時(shí)傳輸用，強(qiáng)調(diào)省電；Class B，除基本傳輸功能外，增加觸發(fā)性傳輸能力；Class C，提供持續(xù)傳輸功能。

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，LoRa具備三大特點(diǎn)：

1.最遠(yuǎn)15公里的傳輸距離。

2.低功耗，一顆鈕扣電池可以讓感測(cè)節(jié)點(diǎn)運(yùn)作1年。

3.低成本，免牌照的頻段、基礎(chǔ)設(shè)施以及節(jié)點(diǎn)或終端的低成本讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)維較為容易。

在低功耗廣域技術(shù)中，與NB-IoT齊頭并進(jìn)的就是LoRa，因此這兩項(xiàng)技術(shù)常常被拿來比較。LoRa與NB-IoT其實(shí)各有利弊，并沒有明顯特征表明誰優(yōu)誰劣。從現(xiàn)階段來看，強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、超高可靠性的NB-IoT技術(shù)，與追求個(gè)性化布設(shè)、滿足場(chǎng)景化需求的LoRa技術(shù)，具有互補(bǔ)性。

1.頻譜

LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在非授權(quán)頻譜上工作。因此，由LoRaWAN（LoRa聯(lián)盟推動(dòng)的低功耗廣域網(wǎng)協(xié)議）支持的應(yīng)用程序成本較低。與LoRa的異步協(xié)議不同，NB-IoT 服務(wù)是同步的，并使用授權(quán)頻段。

2.網(wǎng)絡(luò)

NB-IoT與LoRa遠(yuǎn)程覆蓋能力都不錯(cuò)，NB-IoT更優(yōu)，其覆蓋范圍可延長至18-21公里，高于LoRa提供的12-15公里覆蓋范圍。不過，由于LoRa不依賴蜂窩數(shù)據(jù)或WiFi，其覆蓋范圍在所有地區(qū)都保持相對(duì)穩(wěn)定。

3.電池

電池方面LoRa表現(xiàn)更好。由于NB-IoT在蜂窩授權(quán)頻譜上工作，設(shè)備必須定時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同步，相應(yīng)會(huì)消耗電量。而基于ALOHA 的LoRa架構(gòu)中不需要這樣的網(wǎng)絡(luò)同步。在LoRa 的異步頻段中，終端應(yīng)用程序精確決定設(shè)備的“休眠”時(shí)間，因此電池電量可以輕松保存。NB-IoT 的線性發(fā)射器需要的“峰值電流”比采用非線性調(diào)制的 LoRa多幾個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)電池施加額外壓力。

4.速率

在這方面，NB-IoT或許可以將LoRa甩在后邊，其窄帶設(shè)置中的平均數(shù)據(jù)速率為200Kbps，大約是LoRa工具運(yùn)行的數(shù)據(jù)速率的20倍。NB-IoT的較高數(shù)據(jù)速率使其成為需要更快速數(shù)據(jù)吞吐量應(yīng)用程序的理想選擇。

5.成本

LPWAN協(xié)議無論多強(qiáng)大都需要考慮其低成本，否則它們不能是可行的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。LoRa協(xié)議在這方面有優(yōu)勢(shì)，LoRa協(xié)議模塊的總體成本在50元-70元左右，約為 NB-IoT 等蜂窩 LTE 模塊價(jià)格的一半。NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性越高，授權(quán)頻段的費(fèi)用就更高，也提高了 NB-IoT 的總成本。

6.模式

從商業(yè)模式上來看，NB-IoT屬于運(yùn)營商建網(wǎng)，業(yè)務(wù)方不需要自己來考慮基站的部署，但網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、安全都是不可控的風(fēng)險(xiǎn)，且企業(yè)自身的增值也會(huì)受到一定阻礙。LoRa，屬于企業(yè)自建網(wǎng)絡(luò)，基站需自己部署，后續(xù)需自己運(yùn)維、優(yōu)化等，覆蓋的點(diǎn)位、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及安全等維度都要自己負(fù)責(zé)。

去年，工信部發(fā)布了《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）》，一時(shí)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(lián)通、廣電集團(tuán)和Google等眾多企業(yè)相繼加入了LoRa陣營，產(chǎn)業(yè)生態(tài)不斷壯大。

3月28日，阿里高調(diào)宣布：“全面進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)”，在杭州部署基于LoRa技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

7月31日，LoRa聯(lián)盟與騰訊聯(lián)合宣布，騰訊已在最高層面加入了LoRa聯(lián)盟。

8月17日，中國鐵塔與阿里簽署戰(zhàn)略合作，為阿里巴巴的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供站址資源。

9月1日，中國聯(lián)通物聯(lián)網(wǎng)公司、中興克拉、Semtech三方共同發(fā)布聯(lián)通“LoRa連接管理平臺(tái)”。

9月19日，阿里云物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略再次提速，在杭州云棲大會(huì)上正式啟動(dòng)“達(dá)爾文計(jì)劃”，宣告全面推動(dòng)LoRa覆蓋與普及。

自今年3月起，由于看好在非授權(quán)頻譜的廣域網(wǎng)前景，阿里實(shí)行一系列舉措推進(jìn)LoRa在我國的拓展。騰訊也宣布將在深圳與當(dāng)?shù)睾献骰锇楣餐⒁粋€(gè)LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)，為各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和終端用戶，提供從設(shè)備、邊緣到云端的LoRaWAN一體化解決方案。

眾所周知，國內(nèi)三大運(yùn)營商對(duì)于NB-IoT技術(shù)青睞有加，并且投入巨大。除了中國移動(dòng)，中國聯(lián)通在此前也啟動(dòng)了規(guī)模高達(dá)300萬只的NB-IoT模組招標(biāo)。雖然，中國聯(lián)通已重金投入NB-IoT，但考慮到成本方面問題，或成局限。NB-IoT模組，去年電信的集采價(jià)格是66元，今年聯(lián)通限價(jià)到35元，短期內(nèi)進(jìn)一步拉低成本的空間有限。

相比之下，LoRa全產(chǎn)業(yè)鏈具有成本優(yōu)勢(shì)，在前期有利于政企客戶低成本靈活部署。而這也是聯(lián)通切入LoRa市場(chǎng)的一個(gè)重要原因，它可利用自身的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)和渠道資源，與合作伙伴一起探索新的商業(yè)機(jī)會(huì)。

對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心，LoRa芯片技術(shù)也已成熟。目前，美國Semtech公司是LoRa芯片的核心供應(yīng)商，掌握著LoRa底層技術(shù)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(quán)的半導(dǎo)體公司；二是直接采用Semtech芯片做SIP級(jí)芯片的廠商，包括微芯科技（Microchip）等。

目前，LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)已建立起“LoRa芯片-模組-傳感器-基站或網(wǎng)關(guān)-網(wǎng)絡(luò)服務(wù)-應(yīng)用服務(wù)”的完整生態(tài)鏈。

LoRa技術(shù)因?yàn)槠涞凸?、深度覆蓋、容易部署等優(yōu)勢(shì)使得其適用于要求功耗低、距離遠(yuǎn)、大量連接以及定位跟蹤等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如智能抄表、智慧停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農(nóng)業(yè)、智慧工業(yè)、智慧城市、智慧社區(qū)等應(yīng)用和領(lǐng)域。

智慧停車

LoRa技術(shù)因其靈活部署的特點(diǎn)可以節(jié)省大量施工成本，同時(shí)一個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)可管理數(shù)百個(gè)車位的LoRa傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控車位使用情況。

物流追蹤

追蹤或者定位市場(chǎng)的一個(gè)重要的需求就是終端的電池使用壽命。物流追蹤可以作為混合型部署的實(shí)際案例。物流企業(yè)可以根據(jù)定位的需要在場(chǎng)所部網(wǎng)，LoRa可以提供這樣的便捷部署方案。

智慧水務(wù)

在水表上面安裝相應(yīng)的LoRa模組，可以節(jié)省人力成本的同時(shí)，以更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理水務(wù)系統(tǒng)的整個(gè)生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程，從而達(dá)到“智慧”的狀態(tài)。

智慧農(nóng)業(yè)

對(duì)農(nóng)業(yè)來說，低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫度、濕度、鹽堿度等傳感器的應(yīng)用對(duì)于農(nóng)業(yè)提高產(chǎn)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(shù)據(jù)，而且很多偏遠(yuǎn)的農(nóng)場(chǎng)或者耕地并沒有覆蓋蜂窩網(wǎng)絡(luò)，更不用說4G/LTE了，而LoRa十分適用于這樣的場(chǎng)景。

除了這些應(yīng)用場(chǎng)景，LoRa技術(shù)被部署到眾多領(lǐng)域，同時(shí)還有更多的應(yīng)用正在被挖掘。

芯片是LoRa的痛，相比NB-IoT芯片的開放狀態(tài)，LoRa芯片基本被一家壟斷。芯片是一個(gè)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和內(nèi)核，若芯片受制于人，使得一個(gè)技術(shù)的發(fā)展將不被自己掌控，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的主動(dòng)權(quán)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(shè)計(jì)公司，LoRa芯片核心IP由Semtech壟斷，其采用通過委托晶圓代工和封裝測(cè)試的商業(yè)模式。因此國內(nèi)業(yè)界普遍擔(dān)心，這種單一供應(yīng)商模式存在斷貨風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在貿(mào)易戰(zhàn)的大背景之下。

不過，9月20日，阿里云IoT與Semtech正式簽署了LoRa IP授權(quán)協(xié)議，并聯(lián)合ASR發(fā)布了國內(nèi)首款LoRa系統(tǒng)芯片ASR6501。

阿里獲得LoRa IP授權(quán)后，意味著可以基于LoRa IP進(jìn)行芯片開發(fā)，自己或找代工企業(yè)生產(chǎn)LoRa芯片。此舉使得未來基于IP的LoRa芯片越來越多，從而在國內(nèi)開啟LoRa芯片更多供應(yīng)商的格局。無法掌握LoRa主動(dòng)權(quán)的擔(dān)憂將會(huì)緩解。

結(jié)語：

相比于NB-IoT在我國的發(fā)展，LoRa的發(fā)展似乎顯得比較低調(diào)。但無論是LoRa龐大的生態(tài)系統(tǒng)，還是其廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，LoRa的發(fā)展?jié)摿Χ加心抗捕?。雖然NB-IoT勢(shì)頭強(qiáng)勁，但在未來廣闊的物聯(lián)網(wǎng)藍(lán)海中，LoRa必有一席之地。