LoRa市场与应用

 为了争抢“万物互联”时代的主导权，如今NB-IoT、ZigBee、LoRa、BLE等各类无线通讯技术正于全球市场激战正酣。其中，LoRa作为物联网时代相当接地气的一款解决方案，如今已渐居上风、遍地开花。据统计，截至2020年1月，全球已部署80多万个基于LoRa的网关，遍布157个国家和地区，其中LoRa的连接节点超过了1.45亿个，预计到2023年全球43%的LPWAN物联网解决方案将基于LoRa。而且，从LoRa联盟的会员数量来看，LoRa联盟现有约500个会员，其中许多来自中国，例如阿里巴巴和腾讯，这也足见其在中国市场的受欢迎程度。 日前的“2020 LoRa创新应用论坛”上，作为LoRa技术主要推广方的Semtech公司全球市场推广及亚太区业务高级副总裁张晖在开幕致辞中表示：“LoRa进入中国已经五年了，我们从零起步，在广大客户及行业的支持下，LoRa已经在中国市场生根，并开花结果，带动相关产品出货高速增长。”而接下来，万物互联市场将走向“公网+私网”的组合发展模式，公网由于受众人数过多，时常难以保证企业级应用对速度、安全性以及可控性的使用要求，越来越多的企业对建设专用网络的需求已日益强劲。 　　 企业“专网”为什么选择LoRa？ 在国外，LoRa生态主要是运营商使用的LPWAN技术——LoRaWAN，与之不同的是，国内对LoRa的使用方式尤为“接地气”，主要被用作一种私有网和专有网，被称之为“长Wi-Fi”，即使用方式和Wi-Fi完全相同。但相比Wi-Fi来说，LoRa具有的工作距离远、功耗低、传输速率低等特性，也使得其在场景化上更具落地优势。 毕竟，LoRa网络具有很大的灵活性和便利性，按需部署，可以根据应用需要，规划和部署网络；同时，也能根据现场环境，针对终端位置，灵活且合理的部署网关和终端设备。LoRa网络的扩展其实也十分简单，根据节点规模的变化，随时对覆盖进行增强或扩展。最后，LoRa可以独立组网，个人、企业或机构均可部署私有/专有网、企业网或行业网（免License 频段))，这种区域性的局域网络已经成为当下公网有效且必要的补充。 早期，LoRa在中国的落地主要聚焦于三表和烟感这类应用，但现在，智能家居领域也渐渐开始广泛接受LoRa，Semtech市场战略总监甘泉举例：“例如现在所有的万科物业在新楼盘上都标配LoRa，深圳多数的万科物业都已经被LoRa覆盖，这个覆盖是包括室外到室内从园区到楼宇内部的。因此，只要是局域网，需要功耗比较低以及覆盖范围比较大，都可以采用LoRa，像比较知名的阿里和腾讯的办公楼都有使用LoRa网络来覆盖。” Semtech（升特半导体）市场战略总监甘泉 所以，在企业专网领域，LoRa的优势很大，如今市场上有越来越多的企业都希望建立自己的专网来实现自主管理，甘泉表示：“比如楼宇内的灯和其他设备管理，LoRa就很有优势，它可以实现按需建网，效率很高，这是LoRa的自组特性；而且，从物理层来讲，在现有的所有通讯技术当中，LoRa的抗干扰和抗侦听能力其实是最强的、安全性也最高，像军工上的一些安全通信也是通过类似LoRa的扩频方式来实现的，这是物理层决定的基础；另外，由于是自己的专用自组网络，可以维护，因此成本上也十分可控。” 尤其是安全性方面，值得一提，Semtech公司中国区业务副总裁黄旭东表示：“LoRa的安全性主要分为三个方面，首先在物理层，LoRa CSS技术可以在噪声以下20dB进行解调，普通设备很难检测和干扰LoRa信号；网络层，数据的收集、处理和存储都是在本地进行的，数据受网络所有者的完全控制，不会离开私有的网络；最后是应用层，LoRa可以根据应用层的要求进行加密，应用层安全管理可以与网络层配合以实现应用层的整体安全性。对于使用LoRaWAN协议的中国客户，LoRaWAN协议通过在网络层和应用层进行加密，提供了强大的端到端安全性，我们鼓励中国开发LoRa产品的厂商遵守当地安全法规并实施安全方案来满足客户的需求。” 由此可见，对于中国市场来说，“自组、安全、可控”这三大件也就成为了LoRa如此“诱人”的精髓所在。毕竟，中国企业一向偏好高性价比以及灵活性的解决方案，往往技术的高大上远没有“接地气”来的实在。而抓住这一市场脾性的Semtech，也借此收获了累累战果，全面撬动中国的LoRa市场，想必也只是时间的问题。 “52号公告”的历史性意义 可能对于日常关注无线通讯的业内人士来说，2019年11月28日工信部发布的《中华人民共和国工业和信息化部公告2019年第52号》即“52号公告”令人印象深刻。该公告在进一步规范微功率短距离无线电发射设备（以下简称“微功率设备”）的管理的同时，其实对于LoRa生态在中国市场的发展也颇具历史性意义。 作为LoRa生态的重要推崇者和技术引领者的Semtech公司，对此体会尤其深刻，谈到“52号公告”究竟对LoRa产业有哪些促进的问题时，Semtech公司总结道：“该公告规范了LoRa技术参数，对于LoRa技术的长期发展提供了良好的大环境；同时，也让LoRa产业的发展有法可依，公告为规范行业市场行为提供依据，确定合法的边界，降低企业违法风险；而且，公告是对微功率设备生产、进口、销售和使用各方面进行了全面的规范，因此公告的正式发布，正是从政策层面给业界一个定心丸，不论是对于自身影响程度如何，各企业至少得到了合法和违法的确定性界定，因此就可以在合法范畴中开展业务。” 为了加速中国LoRa生态的合理合规性发展，Semtech也从底层技术端针对“52号公告”的具体要求做了全方位的优化，如今已完全可适用于中国客户对LoRa的广泛应用要求。典型的比如针对“若使用频率与当地声音、电视广播电台频率相同时，不得在当地使用；若对当地声音、电视广播接收产生干扰时，应立即停止使用，待消除干扰或调整到无干扰频率后方可重新使用。”这条公告要求。此要求适用于所有微功率设备，52号公告第三点明确定义了在ISM频段下各设备合理使用频带资源的规定（见图4）。由于各个地方的电视广播电台等频率基本固定不变，只要部署使用时避开该类频率，即可满足公告要求。   52号公告节选 而Semtech的LoRa芯片本身就带有“发射前搜索”和跳频的功能，可以在发射信号前检测当前频率是否有当地广播信号，如发现当地广播信号则进行跳频处理。而且，针对中国的具体国情，LoRa联盟也提出了多组通信信道的标准，可以根据当地广播电台的固定频率，选择合适的通信信道。 另外，关于“民用计量仪表设备应当具备“发射前搜寻”等干扰规避功能，且不能被用户调整或关闭”这项公告要求，Semtech公司也澄清表示：“Semtech的LoRa芯片本身已提供信道检测功能（Channel Activity Detection，CAD）功能，已经很好地提供了‘发射前搜寻’等干扰规避功能的技术基础。同时LoRa芯片都具有跳频功能，也可以通过跳频的方式进行干扰规避。 除此之外，LoRa网关芯片还启用彼此正交的信道和数据速率，在避免干扰方面提供了额外的鲁棒性。而且从应用需求本身出发，绝大多数应用都希望通过‘发射前搜索’等干扰规避功能提高系统的性能，因此这条规定不应被视为限制条件。”反而只是对技术落地的合理性规范。 LoRa的“本地化”究竟还有多远？ 目前的LoRa定位应用已经在海外市场发展迅猛，越来越多的国外企业开始采用LoRa来构建公网、专网以及开发更多实用性的产品方案，比如远程定位宠物、仓储物流和冷链管理应用等等。与海外市场的“热烈”相比，国内LoRa定位市场却稍显“冷静”，很多项目仍处于初级开展阶段， LoRa定位市场的全面落地仍需假以时日。 甘泉以Semtech全新推出的LoRa Edge产品解释到：“LoRa Edge是一套地理定位解决方案，它为资产管理应用开发了革命性的物联网器件，其特色是低功耗Wi-Fi和GNSS扫描功能，结合简单易用且经济高效的LoRa Cloud地理定位以及设备管理服务，可显著降低采用物联网来定位和监测资产的成本和复杂性。但定位由于涉及到运算，我们原来的服务器基本都放在国外，如果要在中国开展此项服务还需要将服务器搬到国内来，这显然需要花费一定的时间；此外，国外项目持续做好也需要时间，其实目前国内也已经有十多家公司在进行相关产品的开发了，后续的上市和落地也是需要时间的。” 不过，总体来讲，Semtech对中国LoRa定位市场是非常有信心的，甘泉告诉记者：“现在，中国的物流和冷链产业也都处于非常早期的阶段，这些领域的机会很大；此外，还有车载领域像车辆的定位追踪等应用，已经上了很大的量，低功耗的解决方案国内如菜鸟和京东等企业都一直在寻找，拥有着很强的刚需性。而且，对于我们的芯片创新来说，之所以在三年前定义这款芯片，主要也是为很多客户的需求所促动。”没有需求端的强劲驱动，也就没有LoRa如今在中国市场广为人知的成果。 而现在，中国市场已经具备了成熟的LoRa系统，海量创新项目蓄势待发。从传感器设备到联网再到系统集成商领域，中国市场均已汇聚了大量重磅级选手，如中国联通物联网、阿里云和腾讯云、安美通、利尔达、信锐科技、中兴克拉、新华三等等，前瞻性企业的带动无疑将推进更多中小型企业对LoRa项目的青睐。但这一切背后，仍少不了Semtech这家技术主导性企业在核心层的持续推进，尽管当下国际贸易争端锋芒相对，但Semtech (International)AG作为一家瑞士公司的特性无疑也为供应链提供了高度的安全性，这也必将成为海量中国企业最终会选择支持LoRa的“绝对参考标准”。 Read more.