LoRa实验室

近日，支持物联网低功耗广域网（LPWAN）LoRaWAN开放标准的LoRa联盟宣布，致力于“物联网和智慧城市及社区标准化”的国际电联电信标准化部门（ITU-T）第20研究小组所负责的《ITU-T Y.4480建议书：广域无线网络的低功率协议》获得通过，LoRaWAN正式被ITU批准为全球标准。 这意味着LoRaWAN这一全球物联网领域无人不晓的事实标准经过多年发展正式被认可为全球物联网标准，是LoRa发展进程中重要的里程碑。 一方面，LoRaWAN成为国际标准，将提速全球各国数字化转型的进程，从标准层面的统一丰富各国数字化转型的手段；另一方面，LoRa全球化进一步得到利好，确保了此前选择LoRa生态企业的发展，对进一步发展LoRa生态具有提振作用。 高度开放的全球化物联网标准 LoRa是远距离无线电“Long Range Radio”的缩写，于2009年作为一种线性调频扩频的调制技术由一家法国公司Cycleo向世人展示。 LoRa网络架构 2012年3月，Semtech公司收购了这家创业企业，并在次年的8月面向业界正式发布了一款名为LoRa的新型Sub-1GHz频谱的扩频通信芯片，最高接收灵敏度可达-148dBm，与其他同频段芯片相比，该芯片最高接收灵敏度提高了20-25dB，体现在应用上则实现了10倍左右传输距离的提升。 惊人的性能很快就就吸引了业界广泛的关注，尤其LoRa基于非授权频谱打造，面向超远距离的低功耗广域物联网无线通信市场，在彼时更成为其被看好的优势。 不过，仅仅一个基于LoRa调制技术的收发芯片远不足以撬动物联网广阔的市场，LoRa的成功除了得益于Semtech公司的苦心经营之外，更重要的还要依靠其涉及全球的生态体系。 Semtech中国区销售副总裁黄旭东曾在接受物联网智库的采访中说道，“物联网市场这么大，不乏想象空间，Semtech没把握说自己一家去撼动，所以我们需要与合作伙伴共同努力，这不光是我们自己的心愿，因为开放、合作是LoRa发展的唯一途径”。 这种愿景体现在实际行动上则是2015年Semtech联合Actility、Cisco、IBM等多家厂商共同发起成立了LoRa联盟，致力于通过确保所有LoRaWAN产品和技术的互操作性来促进LoRaWAN开放标准在全球的采用。 截至目前，该联盟发展公司成员已经超过了400家，包括中国的阿里巴巴、腾讯、京东等众多大厂在内，形成了广泛的产业生态。而这也成为推动LoRa相关技术标准、产品设计、应用案例形成目前庞大产业生态的关键因素。 另一方面，LoRa有别于其他容易被打上标签的技术，其作为单一的技术，包括IP、研发、生产的各个环节都不在美国属地。比如LoRa技术起源于法国，而被美国公司Semtech收购，但基于该技术的研发以及芯片产品的设计则是在瑞士进行。芯片设计完成后的供应链各环节也是在全球多个国家和地区完成的。比如LoRa芯片晶圆生产在中国台湾的台积电进行，而后的封装测试环节则是在马来西亚等东南亚国家完成。 从小范围推广的技术到事实标准 2015年起，LPWAN开始成为物联网领域的一个热点话题，并且伴随着物联网业界对于物联网连接“60%-30%-10%”的结构形成共识，围绕着60%的低功耗广域网市场的话语权争夺已经历了一次“百家争鸣”。 从目前来看，全球LPWAN市场已经基本形成了稳定的“2+2”格局，即NB-IoT、LoRa、LTE-M和Sigfox四类技术组成的授权频谱阵营和非授权频谱阵营。 根据物联网知名研究机构IoT Analytics的监测数据，采用这4类技术的节点数占据所有LPWAN节点的份额超过了96%。 具体来看，NB-IoT以47%的份额领先；其次为LoRa，市场份额为36%；LTE-M为10%；Sigfox为3%。其中NB-IoT和LoRa具有明显的领先优势，且后2类技术很难实现超越。因此，IoT Analytics在其分析中预计，NB-IoT和LoRa将在未来五年继续主导LPWAN市场。 黄旭东在近期分享的LoRa相关技术的最新数据也印证了这一预测。截至目前，全球已经有超过171个国家/地区部署了LoRa/LoRaWAN系统，共计部署了超过220万个LoRa网关，拥有超过2.8亿个LoRa终端节点。而在一年多之前，全球部署LoRa/LoRaWAN系统的国家和地区还是157个，部署基于LoRa的网关数仅有80多万个，基于LoRa的终端节点数据仅为1.45亿个。 相比之下发现，经过一年多时间的发展，全球部署LoRa或LoRaWAN系统的国家增长了8.9%，部署的基于LoRa 的网关数量增长了175%，基于LoRa的终端节点数量增长了93%。此外，目前全球已有160多个LoRaWAN的运营商，较上年实现了3倍增长。这些都显现出LoRa市场仍旧在高速增长中。 另外根据研究机构的预计，到 2023 年，43% 的 LPWAN 物联网解决方案将基于LoRa所打造，到2026年，则将有50%的LPWAN物联网解决方案采用LoRa技术。 LoRa在中国的发展进入下一个阶段 毋庸置疑的是，中国依旧是LPWAN最大的市场，基于国内对于数字化的高度重视和关注，也驱动着物联网连接规模的不断扩大和增长。 就LPWAN而言，国内的很多行业数字化工作比起其他国家更加广泛地采用LPWAN技术，在过去的几年里，中国已经成为LPWAN市场中最大的应用者，拥有最多的NB-IoT和LoRa连接节点。 根据IoT Analytics的最新数据预测，2020年中国LPWAN连接数占全球总数据的80%，2021年尽管有所下降但依然能达到76%。这将把LoRa接下来在中国的进一步发展带入新阶段，一方面支持国内应用的创新和爆发；另一方面则是实现中国成果的出海，进一步再向海外市场拓展。 另外一点，在谈到LoRa时势必会再次谈到NB-IoT， 尽管今年以来NB-IoT已经取得了不错的发展，成为LPWAN领域的第一大技术，但还是需要强调两者之间并无太多竞争关系，反而更多是基于市场化的互补。 从技术层面而言，作为LPWAN领域两大领头技术，NB-IoT和LoRa各有优势。NB-IoT采用的是授权频谱，干扰较小，在通信质量和讯息安全性方面拥有高度的保障，并且不限数据传输次数的核心优势。但是基于授权频谱，NB-IoT也更依赖于电信运营商的的网络覆盖，运营成本相对较高。 相比之下，LoRa技术工作在非授权频谱上，因此无需频谱授权费用，厂商可以依赖电信运营商实现自组网络覆盖，具有部署更快、成本更低的优势。 总而言之，LoRaWAN被ITU正式批准为全球物联网标准是对这一事实标准的肯定，对于当前来说，是对全球物联网产业的提振，特别在当前疫情和缺芯双重压力下，又给了LPWAN乃至整个物联网领域的发展注入了一阵强心剂。 Read more.