lora物聯網產品（區域網基因的LoRa技術）

2023-10-16 00:28:32 1

lora物聯網產品?

被阿里「拐進」廣域網領域的LoRa

lora物聯網產品

被阿里「拐進」廣域網領域的LoRa

2017年，阿里巴巴想要進入工業物聯網領域，只有雲還不夠，為了爭奪對於LPWAN的產業話語權，準備和運營商幹一架，但苦於手裡沒有可連接的東西，國家是不可能單獨為他來授權一個頻段的。

於是，阿里巴巴先是作價12.233億元從賠款困頓中的中興通訊手裡買來中興軟創43.66%的股權，成為中興軟創的實際控制人。據了解，中興軟創曾為全球70個國家的145家運營商提供技術支持服務，幫助它們構建和完善自己的業務支持系統（BSS）和運營支持系統（OSS），也是國內三家運營商BSS/OSS的核心供應商。這意味著，在接手中興軟創之後，阿里巴巴將擁有初具規模的電信運營商渠道與能力。

緊接著，阿里巴巴又聯手美國的一家無線通信公司Semtech來做一個協議，因為這家公司以LoRa技術著稱，該技術工作在非授權頻段，布局起來相對自由。

在這之前，LoRaWAN的戰場主要以區域網或城域網為主，沒有全球性互通的網絡，很難實現漫遊，大規模的核心網供應商都是與運營商合作，提供服務。而阿里巴巴的需求是做涵蓋室內小場景的廣域物聯網，場景要求實現壓秒級的響應，數據還必須可在本地流轉，無需上雲，實現設備間的相互通信，漫遊需求也較高，這與傳統的LoRaWAN協議中的NS和AS數據處理機制以及喚醒機制等都存在違背之處。

於是，Semtech決定聯合阿里巴巴LinkWAN團隊定製一種基於LoRa技術的全新協議——D2D，實現設備與設備間的通信。

LoRa迎來市場第二春

阿里巴巴旗下阿里雲號稱要在2023年前連接100億臺設備。說幹就幹，阿里巴巴與中國鐵塔合作，在杭州和寧波持續建了幾千個基站準備商用，基站掛在鐵塔一半高的位置。有消息稱，阿里巴巴在自有的業務中，分別用4個LoRa微型網關和4個基站完成了20萬平方米菜鳥園區的LPWAN網絡建設。騰訊見狀，也在深圳建了1000個不到點的基站，覆蓋南山區，宣稱要為城市、金融、醫療、零售和工業等提供智慧解決方案。

在這樣的大背景下，LoRa迎來市場第二春。知乎上一位名叫shoko camel的參與過阿里LINKWAN早期試點項目的工程師的說法也印證了這一點，他說：「16年以前物聯網領域LoRa很火，之後NB-IoT很火，18開始LoRa又重新被人重視，個人感受很真切。」同時在他看來，CLAA/LINKWAN同臺競爭，還是LoRaWAN標準更符合物聯網各個領域的大小開發者的開發習慣。

為什麼說LoRa具有區域網基因？

在講這個問題前，我們來了解一下LoRa技術的部分基本技術指標。首先，LoRa採用擴頻技術，工作在非授權頻段，ISM頻段包括433MHz、470MHz、868MHz、915 MHz等，一個LoRa網關可以連接成千上萬個LoRa節點，傳輸速率18b/s~62.5kb/s。

重點來了，433MHz、470MHz、868MHz、915 MHz這些頻段是非授權的，非授權意味著免費，也意味著字面上的「人人可用」，信道就會變得異常擁擠，歐洲的868MHz、美國的915 MHz尚有國家級規範。但在中國是另外一種情況，470-510 MHz這40MHz的帶寬原來是授權給廣電用的，但廣電一直不那麼強勢，沒有主動收回來，所以工信部就出了很多文件，通俗地講就是：「你可以用這個頻段，但我不保證信道乾淨，不保證你不受影響。」言外之意：「你受影響是應該的，但你不能去影響別人。」

因此，為了防止亂象，不給廣播、衛星監控等造成大量的幹擾，繼2017年發布徵求意見稿後，2019年工信部發布公告《微功率短距離無線電發射設備管理要求》，在該公告中將LoRa正式歸為微功率短距離的第四部分民用計量儀表，限制LoRa只能在建築樓宇、住宅小區及村莊等小範圍內組網應用，任意時刻限單個信道發射，且必須具備「發射前搜尋」等幹擾規避功能，不能被用戶關閉或者調整。若使用頻率與當地聲音、電視廣播電臺頻率相同時，不得在當地使用；若對當地聲音、電視廣播接收產生幹擾，應立即停止使用，待消除幹擾或調整到無幹擾頻率後方可重新使用。

此外，該公告還規定了LoRa在中國的使用頻率範圍是470~510MHz，發射功率限定在50mW，單次發射持續時間不得超過1s，並對發射功率譜密度限值、佔用帶寬和頻率容限等作出了規定。

綜上，LoRa不論是從漫遊問題、發射功率還是持續發射時間的角度出發，都是不具備廣域網條件的，而工信部的這份公告也正式判定LoRa是一種具有區域網基因的技術。

區域網基因下，LoRa為何能傳得遠？

LoRa帶著區域網的基因能傳得遠，是因為其接收靈敏度很高，能做到-140dBm，而像普通的區域網技術，例如藍牙的接收靈敏度通常只有-95dBm，這一進一出相差45dB。傳統藍牙設備的最大發射功率分3個等級：Class1為100mW(20dBm)，Class2為2.5mW(4dBm)，Class3為1mW(0dBm)，而LoRa網關和節點調整的最大功率分別為27dBm和22dBm。排除實際環境幹擾，以多出40dB的鏈路預算為例，藍牙的發射功率需要是LoRa的10000倍，才能和LoRa達到相同的傳輸距離。因此對於長距離接收，LoRa有獨霸江湖的利器。

具體實現方面，磐啟微電子的創始人及CEO李寶騏表示：「在給定的發射功率下，要提高LoRa的傳輸距離，只能提高接收靈敏度，通過射頻的噪聲係數，降低NF，可以提高靈敏度，減小通信帶寬，以及解調信號與噪聲比，優化SNR來提高靈敏度。」他高度讚揚了Semtech的多項技術專利，正是這些技術專利的貢獻，才有了LoRa傳得遠的可能。

為什麼要引用他的話，因為磐啟微電子是國內唯一擁有全自主研發的Chirp-IOT技術的一家本土公司，作為公司技術主力，李寶騏對這些技術了熟於心；從市場的層面來講，磐啟微和Semtech是競爭對手，但他們的業務面向會有所不同。

值得一提的是，關於LoRa技術的研發難度，阿里巴巴一開始也對Semtech產生過懷疑，阿里巴巴的總裁曾想繞過Semtech的專利來做，後來還找專利律師進行過評估，花費了半年多時間，結果發現真的很難繞開，於是對Semtech的技術變得很認。

LoRa只是解決了距離問題，和NB-IoT並非競爭關係

從技術生態的角度來看，LoRa和NB-IoT技術相差很遠，LoRa是一種物理層的調製技術，可將其用於不同的協議中，比如LoRaWAN協議、CLAA網絡協議、LoRa私有網絡協議和LoRa數據透傳等。而NB-IoT是一種成熟的廣域網協議，2016年6月獲得3GPP通過，2020年7月被接受為ITU IMT-2020 5G技術標準，從此NB-IoT被納入全球5G標準。

從應用生態的角度來看，LoRa和NB-IoT的應用方向也不一樣，需要強漫遊的地方只能選用蜂窩物聯網（基站多，運行穩定），需要高速移動的地方LoRa會更適合，當然蜂窩技術中的eMTC可以彌補NB-IoT高速移動的缺陷，但此處僅對前兩者進行對比。

此外，工作在ISM頻段的LoRa因為支持企業自建、產業鏈更成熟、更靈活的組網方式等原因，可以很好的彌補NB-IoT的不足，尤其是在智能樓宇、智慧園區、智慧港口這類用戶不希望數據經過運營商的環境中，以及像環境監測、畜牧養殖、礦井監測等偏遠或者環境惡劣等NB-IoT覆蓋不足的場景。

因此，LoRa只是解決了距離問題，和NB-IoT並非競爭關係，兩者既有交疊，有各自擁有獨門特色，在市場中相輔相成。根據IoT Analytics的預測，2017- 2023年間，低功耗廣域網絡連接數年複合增長率將達到109%，到2023年低功耗廣域網絡連接數總數超過11億，用戶在此類連接上的支出超過47億美元。2018年，NB-IoT和LoRa已經佔據了低功耗廣域網絡70%的市場份額，這一比例還在持續增長，到2023年會達到85%。

此外，2016年到2018年間，LoRa處於暫時領先地位，不過由於全球主流運營商的支持，NB-IoT這幾年得到了飛速發展。根據數據統計顯示，截至2021年4月，全球已經有71個國家投資建設了129張移動物聯網，其中NB-IoT網絡達到93張。