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纯净的硅(中级)

LoRa到底怎么了? [复制链接]

      好久没有听到LoRa的消息了。正当人们有点遗忘它的时候,来自工信部的一则公告,再次把它推向了风口浪尖。
  事情是这样的:
  几天前,2019年11月28日,工信部发布第52号公告。公告的主要内容,涉及微功率设备的范畴定义、无线频率的使用限制等要求,还有一些管理规定和举措,一共10条内容。


  而其中第7条,非常关键。原文内容有点长,简单来说,就是国家明确规定,433MHz不属于中国的ISM频段。
  什么是ISM频段?ISM频段,就是(工业、科学及医疗)频段。全球各国为了让一些工业、科学及医疗领域的公共设备不用都专门申请频段,就设置了一些频段,作为“无需授权即可使用的频段”,就是ISM频段,也就是我们常说的免费频段。像Wi-Fi、蓝牙,都是用的ISM频段。
  433MHz频段被国家收回,会带来什么问题呢?和LoRa有什么关系?
  很简单,LoRa作为一项物联网通信技术,会用到433MHz频段。LoRa没有自己的专属频段,所以一直使用免费频段(ISM频段)。433MHz在部分欧洲国家,属于ISM频段。
  如果433Mhz在中国不是免费频段,就说明LoRa没有办法用它。那么,是不是就等于说,52号公告判了LoRa的死刑呢?
  回答这个问题之前,我们还是先回顾一下,到底LoRa是一个什么样的通信技术。
  LoRa的基本情况
  LoRa,是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。它属于物联网技术的一种。
  它的名字来源于“Long Range”的缩写,从名字就能看出来,它的最大特点就是距离长。


  最开始的时候,LoRa的原型技术是一家法国公司Cycleo研发的。2012年,这家公司被美国Semtech(升特)公司以约500万美金的价格收购。Semtech基于这项技术,推出了现在的LoRa。
  2013年8月,Semtech向业界发布了一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术的芯片,就是我们的LoRa芯片。


  LoRa一经推出,就凭借它惊人的灵敏度(-148dbm)、强悍的抗干扰能力、出色的系统容量表现,赢得了广泛的关注。
  它能够很好地实现远距离通讯、长电池寿命、大系统容量、低硬件成本。而这些,正是物联网(IoT)所需要的。


  表格来源:全球物联网观察
  推出LoRa之后,Semtech公司不遗余力地对LoRa技术进行推广。
  2015年,Semtech牵头成立了国际LoRa联盟(LoRa Alliance)。创始成员中有IBM、思科这样重量级产巨头,也有知名半导体厂商MicroChip。此外,联盟还拉拢了众多电信运营商,如:新加坡电信SingTel、荷兰皇家电信KPN、瑞士电信Swisscom、比利时电信运营商Belgacom。


  一项技术能不能火,最主要就是看它的生态阵营是否强大。
  国际LoRa联盟成立之初,就特别注重生态系统建设。在联盟的推动下,LoRa的产业链已相当成熟,从底层的芯片、模组到设备制造、系统集成,都有相关厂商。
  在此基础上,LoRa得到了快速的发展。
  根据最新的数据,全球LoRa联盟成员已发展到500多家,有121家运营商部署了LoRa网络,全球LoRa节点差不多有1亿个。像美国、法国、德国、澳大利亚、印度等国家,都有LoRa。荷兰KPN电信、韩国SK电信早在2016年上半年就部署了覆盖全国的LoRa网络,提供基于LoRa的物联网服务。
  LoRa联盟的主要成员代表
  在国内的话,2016年1月,中兴通讯牵头并发起成立了“中国LoRa应用联盟(CLAA)”,旨在推动LoRa产业链在中国的应用和发展。目前,联盟成员已经超过1200多家。2018年中国市场LoRa芯片出货量占全球一半以上,中国已成为LoRa产业生态最大的市场。
  LoRa的网络架构比较简单:终端节点采集数据,然后把数据发送给网关基站,再汇总到网络服务器,最终送到应用服务器。如下图所示:
  LoRa组网简单示意图
  LoRa网关(图片来自CLAA官网)
  命运多舛的LoRa
  回到最开始的问题。
  是不是433MHz的禁用,等于判了LoRa的死刑?
  答案是——没有。
  因为LoRa的使用频段并不止433MHz。准确来说,433、470、868、915MHz频段,都可以是LoRa的频段。
  而中国目前LoRa用的是什么频段呢?470-510MHz。
  52号公告指出:“470-510MHz”,“限在建筑楼宇、住宅小区及村庄等小范围内组网应用,任意时刻限单个信道发射。”
  虽然有限制,并没有禁止使用。所以说,52号公告没有判LoRa的死刑。
  真要说判死刑的话,2017年12月工信部的另一篇公告,才是真的差点彻底封杀了LoRa。
  2017年12月,工信部发布《微功率短距离无线电发射设备技术要求(征求意见稿)》。在意见稿中,工信部将用于民用无线电计量仪表使用的470-510MHz频段,也就是LoRa用于组网的频段,限定为单频点使用,不能用于组网应用。
  这个意见稿如果成为正式文件,那LoRa就真的没戏了。
  为了挽救LoRa,当时国内国外所有的LoRa相关企业集体抱团,与工信部无线电管理局进行沟通和磋商。终于,历时一年,工信部在认真梳理分析反馈意见建议基础上,在2018年11月28日,对征求意见稿进行了完善和修改,放宽了限制,允许470-510MHz用于组网应用。
  2019年4月2号,无线电管理局还专门主持了一个小范围的研讨会(有20多家企业参加),讨论了业界2018年底针对第二次《征求意见稿》后反馈的信息的处理意见。
  从那之后,LoRa才算是长舒了一口气,顽强地活了下来。
  这次的52号公告,实际上和工信部之前的文件保持了一致,还是给LoRa放了一条生路。
  LoRa的未来
  LoRa之所以命运如此多折,和它自身的定位有很大的关系,也和它的竞争对手有很大的关系。
  作为LPWAN(低功耗广覆盖物联网)技术中的一种,LoRa最大的对手,当然就是NB-IoT。
  Wi-Fi、蓝牙这样短距离的,是WLAN物联网
  LoRa、NB-IoT这样的,是LPWAN物联网
  NB-IoT和LoRa的技术特点非常相似,都是低功耗、广覆盖,适合海量连接场景。但是,NB-IoT是运营商建网和提供服务,而LoRa是自建网络。
  表格来源:全球物联网观察
  很多人认为,自建网络多麻烦,直接用运营商网络不是很好吗?
  也不一定。
  对于很多企业来说,不希望将自己的数据交给运营商。而且,厂区范围内的网络,如果自己部署,显然掌握了自主权,更加灵活,心里踏实。
  正因为用户有需求,所以,LoRa在推出之后获得了很多企业的支持,产业链也发展迅速。
  在国内,阿里和中兴是LoRa最忠实的拥护者和推动者。腾讯后来也加入了LoRa阵营,甚至中国联通作为运营商也支持LoRa,2018年发布了首个全国级的LoRa平台。
  LoRa阵营的策略很简单——埋头苦干,把网络建起来、用起来,靠事实说话。如果LoRa网络形成规模效应,产业链也足够强壮,自然就增加了政策上的生存空间。
  LoRa之所以存在争议,还有一个主要原因,也是它的致命弱点,那就是芯片。
  LoRa芯片是整个LoRa产业链的起点和核心。而LoRa芯片底层技术的核心专利掌握在Semtech一家公司手里。芯片或模组企业通过Semtech授权IP进行LoRa芯片开发或者直接采用Semtech芯片做SIP级芯片开发。目前,全球仅有意法半导体(STM)和阿里云IOT(芯片由ASR实现)两家获得LoRa的IP授权,其它如微芯科技(Microchip)、深圳华普、国民电子、群登科技等通过获得LoRa晶圆的方式,推出SIP级芯片或者模组。
  而这个Semtech公司,偏偏是一家美国公司。
  不用我多说什么了吧?总而言之,这个问题非常敏感。
  但是,LoRa阵营的支持者认为,Semtech对LoRa的控制并没有想象中那么独断,不可能出现断供封杀的情况。我仔细研究了一下他们的理由,觉得并不是很让人信服。这里我持保留意见。
  针对Semtech这种情况,有类似上海磐启微电子这样的企业在做相关的替代方案,我觉得可能会是一个好路子。如果能自主可控,类似LoRa这样的自组网方案应该会更有前景。至少政策上生存几率就大了很多。
  相比之下,NB-IoT那边情况要好得多。
  今时不同往日,NB-IoT现在已经摇身一变,成为了5G mMTC场景的现实标准。实际上,等于说NB-IoT就是5G。根正苗红、3GPP亲儿子、生态开放、演进灵活、国家主推、运营商站台,NB-IoT的这些优势都不是LoRa可以比拟的。
  两者实际上从竞争关系,慢慢演变成了共同发展关系。说来说去,还是和数据业务与Wi-Fi的关系一样。NB-IoT很难彻底消灭LoRa,LoRa也无法撼动NB-IoT的地位。那就只能这样,各自发展,长期共存。
  关于这次52号公告事件,各方的解读也有不同。支持LoRa的人认为,这是“靴子终于落下来了”,没有封杀,说明国家在支持LoRa。反对LoRa的人认为,公告进一步限制了LoRa的生存空间,只不过网开一面,留点余地。
  公说公有理,婆说婆有理。总而言之,我个人认为,LoRa的政策前景仍然不明朗,这样的状态,很有可能会继续持续下去。对于LoRa阵营来说,现在还不是开香槟的时候。为了LoRa的生存,还需要漫长的坚持和努力。

此帖出自无线连接论坛

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Lora的效果不错。记得以前还看到一个类似lora通信距离有几十公里的技术,现在好像没有听到了(名称都忘了)。


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