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繼NB-IoT躋身5G國際標準后，LoRaWAN也在2021年12月，被國際電信聯(lián)盟電信標準化部門批準為低功耗廣域網(wǎng)絡的全球通信標準，這一舉措被業(yè)內(nèi)視為將進一步推動該技術(shù)擴展市場的落地應用和生態(tài)構(gòu)建，國際化影響力也得到進一步提升。作為低功耗廣域網(wǎng)非授權(quán)頻譜一方的代表，LoRa發(fā)展至今，已有十年。
十年間，LoRa憑借其低功耗、低成本、廣覆蓋等特點備受市場歡迎，從而在無線通信領(lǐng)域占據(jù)一席之地。今天，全球物聯(lián)網(wǎng)觀察將為讀者們整理LoRa十年間點滴成長，并通過與LoRa領(lǐng)域先行者們的對話，對其未來更多個“十年”發(fā)展的可能性進行深度探討及解讀。
謹以此文，獻給所有正在為LoRa的發(fā)展堅持且努力的前行者們，亦期待來日共同見證其繁花鋪道的光景。
01、LoRa十年路：微光成炬，星火燎原
作為新興的低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)，LoRa自面世以來就備受關(guān)注，其能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離通訊、低功耗、低硬件成本等，集出色的系統(tǒng)容量、強悍的抗干擾能力等特點于一身，這些正是物聯(lián)網(wǎng)無線連接所必需的。
LoRa全稱為Long Range（遠距離），是創(chuàng)建長距離通信連接的物理層無線調(diào)制技術(shù)，屬于線性調(diào)制擴頻技術(shù)（CSS）的一種，其原型技術(shù)最早由法國一家名為Cycleo的創(chuàng)業(yè)公司推出。
2012年，Cycleo被Semtech（升特半導體）收購，其將這一調(diào)制技術(shù)封裝到芯片中，取名“LoRa”。Semtech基于LoRa技術(shù)開發(fā)出一整套LoRa通信芯片解決方案，2013年8月，Semtech發(fā)布一種新型的基于1GHz以下的超長距離低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的芯片，即業(yè)內(nèi)首款LoRa芯片，并向全球推廣，從此開啟了LoRa芯片產(chǎn)品化之路。
當然，小小的LoRa芯片遠遠不足以撬動廣闊的物聯(lián)網(wǎng)市場。
2015年，Semtech牽頭成立LoRa聯(lián)盟（LoRa Alliance）。創(chuàng)始成員中不但包括MicroChip、IBM等巨頭，還拉攏了諸如荷蘭皇家電信KPN、新加坡電信SingTel、比利時電信Belgacom、瑞士電信Swisscom等一眾國際知名電信運營商。自成立以來，LoRa聯(lián)盟注重生態(tài)系統(tǒng)的建設，在聯(lián)盟推動下，LoRa產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，覆蓋從底層的芯片、模組到設備制造、系統(tǒng)集成等相關(guān)企業(yè)。
LoRa Alliance部分會員
圖源：LoRa Alliance官網(wǎng)
為更好地實現(xiàn)組網(wǎng)、完成端到端的通信業(yè)務，LoRa聯(lián)盟制定了LoRaWAN標準規(guī)范。而基于LoRa技術(shù)和LoRaWAN標準的開放性、靈活性和自主性，中國逐漸成為LoRa產(chǎn)業(yè)生態(tài)最大的市場。
2016年，在LoRa聯(lián)盟的支持下，中興通訊在國內(nèi)牽頭并發(fā)起成立“中國LoRa應用聯(lián)盟（CLAA）”。資料顯示，該聯(lián)盟旨在共同建立中國LoRa應用合作生態(tài)圈，推動LoRa產(chǎn)業(yè)鏈在中國的應用和發(fā)展，建設多業(yè)務共享、低成本、廣覆蓋、可運營的LoRa物聯(lián)網(wǎng)。目前，國內(nèi)的LoRa生態(tài)日益成熟，騰訊、阿里巴巴、中國聯(lián)通、鐵塔公司等重量級玩家更是爭相布局。
2019年，Semtech基于LoRa技術(shù)，先后推出了LoRa Cloud?地理定位服務、LoRa Edge?地理定位平臺，助推物聯(lián)網(wǎng)地理定位的發(fā)展。
時間來到2021年，國際電信聯(lián)盟電信標準化部門正式批準LoRa聯(lián)盟立項的“ITU-T Y.4480 Low power protocol for wide area wireless networks”建議（標準）。該標準大部分內(nèi)容是基于LoRaWAN已成熟的鏈路層協(xié)議編制，在技術(shù)上基本等同于LoRaWAN鏈路層標準。至此，LoRaWAN得到全球ICT產(chǎn)業(yè)最權(quán)威的國際組織認可，正式成為LPWAN國際標準，其國際化影響力進一步提升。
然而關(guān)于LoRa的發(fā)展，Semtech并未止步，關(guān)于最新的全球性成果，據(jù)Semtech全球銷售高級副總裁Mike Rodensky透露：“在過去的2022年，LoRa聯(lián)盟宣布了LoRaWAN能夠支持IPv6，這為我們打開了更加廣闊的市場機遇。2022年，LoRa聯(lián)盟吸收了93個新成員。最重要的一點，是LoRaWAN已經(jīng)被國際電信聯(lián)盟正式批準成為低功耗廣域網(wǎng)絡的開放性全球標準?！贝送?，在新品面世方面，“今年三月，首批基于Semtech LoRa技術(shù)的Amazon Sidewalk第三方產(chǎn)品現(xiàn)已上市?！盡ike Rodensky稱。
02、LoRa十年中國路：花開兩朵，是競爭，亦是共生
Semtech數(shù)據(jù)顯示，截至2023年3月30日，全球已部署了近600萬個基于LoRa的網(wǎng)關(guān)，基于LoRa的終端節(jié)點達到了3億個，采用LoRaWAN連接的公共網(wǎng)絡運營商達181家且還在持續(xù)增加。據(jù)ABI Research預測，到2026年，LoRa將占據(jù)全球非蜂窩低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）連接超過50%的份額。
Semtech全球銷售高級副總裁 Mike Rodensky
圖源：Semtech
物聯(lián)網(wǎng)應用的復雜性決定了市場中存在著多樣化的技術(shù)。近幾年，LoRa頻頻被拿來和NB-IoT作比較，作為國內(nèi)LPWAN市場兩大主流技術(shù)，LoRa與NB-IoT的發(fā)展均受到極大的關(guān)注度。在對兩者進行分析前，我們首先要明確的是彼此間的差異點。
首先，LoRa和NB-IoT的運營模式大為不同。NB-IoT是運營商代理建設的網(wǎng)絡，使用者無需考慮基站部署，NB-IoT可以直接在通信基站本身的基礎(chǔ)上進行改造，但網(wǎng)絡擁有者無法控制網(wǎng)絡質(zhì)量，以及數(shù)據(jù)安全性。LoRa恰恰相反，使用者可以自建網(wǎng)絡，可以獨立控制網(wǎng)絡質(zhì)量，運營數(shù)據(jù)掌握在自己手中，不僅布局更快，成本也更低。尤其在NB-IoT信號較弱環(huán)境下，LoRa的技術(shù)優(yōu)勢即刻突顯。
其次，是兩者的工作頻段不同。NB-loT工作在授權(quán)頻段，即專門分配的頻段。其必須由運營商提供，且必須使用運營商的網(wǎng)絡。目前，國內(nèi)三大運營商——中國移動、中國電信、中國聯(lián)通均參與其中。而LoRa使用的則是免授權(quán)ISM頻段，中國的LoRa可以使用在470頻段以及433頻段。
對于兩者的發(fā)展，業(yè)內(nèi)有人認為雙方存在競爭關(guān)系，未來二者其一將主導我國物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展；也有人認為兩者的關(guān)系更傾向于合作互補。對此，Semtech亞洲區(qū)銷售副總裁黃旭東談了談自己的看法：“LoRa技術(shù)早于NB-IoT很多年就推出，早期在市場中就已有很高的認知度和認可度。LoRa和NB-IoT在某些地方確實存在競爭，但在某些地方又是可以互補的。”
黃旭東認為，物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模很大，LoRa有自己獨特的應用范圍和場景。對于碎片化的物聯(lián)網(wǎng)應用場景，LoRa能賦予開發(fā)者更多自由發(fā)揮的空間，從點、到端、到云都可以為客戶提供優(yōu)化。對希望自由創(chuàng)新的客戶來說，從連接、組網(wǎng)到應用，LoRa都能讓他們實現(xiàn)高度自控和自由選擇。長遠來看，LoRa在私有網(wǎng)領(lǐng)域十分具有優(yōu)勢和發(fā)展前景。
競爭的另一面，雙方的互補亦是突出。“在私有網(wǎng)+公網(wǎng)的場景中，LoRa和NB-IoT非常適合互補。LoRa具有自組、安全、可控的特點，可以支持客戶完全控制從連接、組網(wǎng)到最后的應用平臺，具有高度的靈活性。物聯(lián)網(wǎng)市場充滿了機遇，LoRa具有很大的發(fā)展空間和創(chuàng)新的想象空間。”黃旭東表示。
圖源：Semtech官網(wǎng)
此前，國家工信部發(fā)布第52號公告，對微功率短距離無線電發(fā)射設備生產(chǎn)、進口、銷售和使用進行了規(guī)范。其中提到：
自2020年1月1日起，停止生產(chǎn)或者進口不符合本公告但符合《關(guān)于發(fā)布<微功率（短距離）無線電設備的技術(shù)要求>的通知》（信部無〔2005〕423號）規(guī)定的電子吊秤無線傳輸專用設備、230MHz頻段無線數(shù)據(jù)傳送設備、230MHz頻段起重機或傳送機械專用無線遙控設備，以及《關(guān)于無線汽車防盜報警設備使用頻率的通知》（信無函〔2006〕61號）規(guī)定的410MHz頻段汽車報警器等微功率設備。
自2022年1月1日起，停止生產(chǎn)或者進口不符合本公告但符合《關(guān)于發(fā)布<微功率（短距離）無線電設備的技術(shù)要求>的通知》（信部無〔2005〕423號）規(guī)定的民用計量儀表、模擬式無繩電話機和698-787MHz頻段的微功率設備。
該公告發(fā)布之后，有人認為，LoRa因為新規(guī)的一些限制，恐怕要“涼涼”。事實上，對于LoRa而言，更多產(chǎn)業(yè)人士認為此舉利好其發(fā)展。“52號公告公布的內(nèi)容，其實是對LoRa有很大幫助的。LoRa在國內(nèi)主要的方向是在私有網(wǎng)絡的應用，具有自組、安全、可控的特點。在我看來，52號公告其實加強了LoRa行業(yè)中的規(guī)范，如規(guī)范了輸出功率、發(fā)包時長等，有利于行業(yè)發(fā)展。就像我們現(xiàn)在賣一個手機，在手機里面的東西也是要符合SRRC認證。”Semtech中國區(qū)LoRa市場戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉表示。
對于52號公告起到的規(guī)范作用，星縱物聯(lián)副總經(jīng)理鄭淵瑞也表示認可?！皬漠a(chǎn)品應用端來說，（第一）52號公告是規(guī)范了LoRa無線技術(shù)在國內(nèi)使用的要求。對我們來說，這種要求是對的。因為如果沒有規(guī)范要求，大家肆意使用，那可能無線網(wǎng)絡會非?；靵y。第二，國內(nèi)的頻段在LoRa標準里面用的是470-523頻段。這個頻段對我們來說，比使用433頻段更好，因為433頻段是傳統(tǒng)的FSK一直在使用的頻段。從產(chǎn)品應用角度來說，規(guī)避了原來的舊設備。第三，從自身發(fā)展的角度來說，一個好的技術(shù)更多是給人們的生活帶來了什么樣的價值。”
03、更多的十年，更多的可能
近年來，關(guān)于“碳中和”、“智能化”、“數(shù)字化”等關(guān)鍵詞屢屢被提及，而LoRa也在其中窺見了未來更多個“十年”的創(chuàng)新機遇。
星縱物聯(lián)副總經(jīng)理鄭淵瑞透露：“從2017年開始，我們就感受到了數(shù)字化浪潮的苗頭。星縱認為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化的浪潮，甚至將超過互聯(lián)網(wǎng)的浪潮，我們更多地專注于自己的賽道上，做專業(yè)的數(shù)字感知產(chǎn)品提供商，這是我們對于自己的定位?！?/p>
關(guān)于數(shù)字化的方面，Semtech也有自己的規(guī)劃。“現(xiàn)在國家也在推5G進工業(yè)化，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這里面其實很多都是要用到運營商網(wǎng)絡，LoRa對運營商網(wǎng)絡是非常好的補充。比如有些客戶做工業(yè)網(wǎng)關(guān)，可能是通過4G和5G來做回傳，而它下面的節(jié)點是用LoRaWAN收集傳感器的信息，再通過運營商的網(wǎng)絡回傳到云上去。另外，一些用傳統(tǒng)方式做信息傳輸?shù)目蛻?，在推進數(shù)字化的過程中，在布線和成本方面面臨著不少挑戰(zhàn)，也開始用LoRa無線連接來代替有線連接?！盨emtech中國區(qū)市場戰(zhàn)略總監(jiān)成曉林說道。
數(shù)字化進工業(yè)，不僅要求傳輸方便，成本和功耗也是重要的要求。針對上述趨勢，Semtech一方面不斷推出功耗和成本更低的產(chǎn)品，同時也在開發(fā)一些組網(wǎng)方案，幫助客戶更好適應各種工業(yè)管理場景。
在碳中和層面，據(jù)悉，LoRa在電力行業(yè)的使用非常廣泛，現(xiàn)已被納入國家電網(wǎng)的電力物聯(lián)網(wǎng)標準?！霸?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1549110.html">光伏發(fā)電和風力發(fā)電領(lǐng)域，LoRa有它獨特的優(yōu)勢，未來也有很多機會。比如在光伏領(lǐng)域，基于LoRa可以幫助逆變器實現(xiàn)關(guān)斷功能，一旦出現(xiàn)安全事故，就可以及時關(guān)斷，同時也可以支持收集一些信息?！背蓵粤终f。
再說近來火爆的ChatGPT,其背后的人工智能浪潮也是Semtech的關(guān)注重點。據(jù)甘泉透露：“LoRa的芯片是云到端，其實已經(jīng)有一些AI化了。”比如，在騰訊云的平臺可以對終端設備進行相應管理，這是端到云的AI化；Semtech LoRa生態(tài)合作伙伴深圳矽遞科技也做了AI攝像頭+LoRa回傳的場景，將其應用于沙漠、森林等非常偏遠的地方，使用AI攝像頭拍照片，就可對相應的環(huán)境等進行管控。這些都是通過AI+LoRa的結(jié)合，加上云到端的配合實現(xiàn)的創(chuàng)新應用。
04、小結(jié)
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國是全球最大的物聯(lián)網(wǎng)市場，多年以來也是LoRa的第一大市場，中國物聯(lián)網(wǎng)“高歌猛進”的十年，也是LoRa高速發(fā)展的十年。展望未來，LoRa依然擁有無限想象空間。在國家“雙碳”目標的驅(qū)動下，各行各業(yè)都在積極加速低碳化發(fā)展，這將為具有低功耗優(yōu)勢的LoRa開拓更多發(fā)展機遇，進一步擴張其在智慧城市、智能樓宇、工控等垂直領(lǐng)域的應用，持續(xù)賦能行業(yè)數(shù)字化、低碳化轉(zhuǎn)型升級。
