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阿里参与对赌技术,LoRa怎敢“死亡”?

2019-12-02 14:16
与非网
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近日,一则消息在物联网从业者的朋友圈迅速传开,称由于工信部对于微功率短距离无线电发射设备进行规范,LoRa 技术要“凉凉”了。11 月 28 日,工信部 2019 年第 52 号公告在有关政策解读中有这样一段描述:在我国,根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》及其中脚注 5.138 和 5.150,6765-6795kHz(中心频率 6780kHz)、61-61.5GHz(中心频率 61.25GHz)、122-123GHz(中心频率 122.5GHz)、244-246GHz(中心频率 245GHz)频段用于 ISM 应用,但其使用须经无线电主管部门给予特别批准;13553-13567kHz(中心频率 13560kHz)、26957-27283kHz(中心频率 27120kHz)、40.66-40.7MHz(中心频率 40.68MHz)、2400-2500MHz(中心频率 2450MHz)、5725-5875MHz(中心频率 5800MHz)、24-24.25GHz(中心频率 24.125GHz)频段也用于 ISM 应用,在这些频段内工作的无线电业务必须承受由于这些 ISM 应用产生的有害干扰。

国际上,433.05-434.79MHz(中心频率 433.92MHz)频段是国际电联第一区部分欧洲国家指定用于 ISM 应用的频段,902-928MHz(中心频率 915MHz)频段是美国等国际电联划分的第二区国家指定用于 ISM 应用的频段。与欧美相比,包括我国在内的大部分国际电联第三区国家在 100MHz-1GHz 频段中没有指定用于 ISM 应用的频段。

根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》,上述指定用于 ISM 应用的频段也划分给了无线电业务使用,不论是 ISM 应用还是符合划分的无线电业务,都可以使用上述频段,但均要符合我国无线电管理有关规定。

从这段描述中我们可以很直观地看出,国际上 LoRa 技术使用的 433 MHz 并不在我国 ISM 应用的规定范围频谱内,同时中国 LoRa 技术应用的 470-510MHz 频段也没有被提及。然而,以此断定 LoRa 技术在中国要“凉凉”确实太片面了。

其实从业者可能都已经习惯了。这个事情还要从工信部无线电管理局 2017 年发布的《微功率短距离无线电设备技术要求(征求意见稿)》说起,比起今天的公告,2017 年的征求意见稿其实更“狠”一些。征求意见稿指出:其中,470-510MHz 频段可作为民用无线电计量仪表使用频段,且限单频点使用,不能用于组网应用。一时间 LoRa、FSK 两个行业全炸锅,不能组网谈何抄表,谈何物联网?

2017 年的征求意见稿受到物联网从业者广泛关注,相关企业纷纷提交反馈意见给工信部,最终的结果是工信部的规定不再明确地指出 470-510MHz 频段不能组网,而是表示可以做局域网,对具体应用也解除了限制。

LoRa 技术是物联网发展的重要组成

很多人可能觉得在中国市场现在搞 NB-IoT 才有大前途,NB-IoT 在 IMT-2020(5G)候选技术方案的完整提交中被正式纳入 5G 候选技术集合。不过,NB-IoT 和 LoRa 早已经被证明过不是完全竞争的技术,LoRa 有 LoRa 的价值,NB-IoT 有 NB-IoT 的空间。

LoRa 技术最早是由法国公司 Cycleo(成立于 2009 年)开发的一种扩频无线调制专利技术。2012 年,Cycleo 公司被美国 Semtech 公司以约 500 万美金收购,收购之后,Semtech 为促进其他公司共同参与到 LoRa 生态中,于 2015 年 2 月联合 Actility、Cisco 和 IBM 等多家厂商共同发起创立 LoRa 联盟。

之所以屡屡被传“死亡”,原因在于 LoRa 主要在全球免费频段运行(即非授权频段),包括 433、868、915 MHz 等。非授权频段存在被指定应用或者市场滥用的问题,因此工信部屡次发布公告或者征求意见稿,是为了更好地管理频段使用,而并非针对 LoRa。

LoRa 是创建长距离通讯连接的物理层或无线调制, 相较于传统的 FSK 技术以及稳定性和安全性不足的短距离射频技术,LoRa 基于 CSS 调制技术(Chirp Spread Spectrum)在保持低功耗的同时极大地增加了通讯范围,且 CSS 技术数十年已经广受军事和空间通讯所采用,具有传输距离远、抗干扰性强等特点。

我们都知道,为了实现远距离传输的低功耗,NB-IoT 需要牺牲数据传输的频率和数据量,而 LoRa 则完全不需要,本身的技术优势就让 LoRa 能够很好地完成远距离、低功耗的联网应用。同时,相较于 NB-IoT,基于免费频段运行的 LoRa 还有一个突出的优势那就是不需要建设基站,且组网灵活、简单。

总结来说,LoRa 因其功耗低、传输距离远、组网灵活等诸多特性与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分的契合,因此被物联网从业者广泛看好。

当然,一个技术要很好地落地,并不能单纯指望技术优势,背后需要数量众多且坚定的支持者。

LoRa 技术在全球的推广主要靠 LoRa 联盟。 虽然不像 NB-IoT 一样根正苗红,出自全球标准化组织 3GPP。但 LoRa 联盟的成长速度惊人,根据 LoRa 联盟的表述,目前联盟成员已经超过 500 家。

LoRa 联盟主要负责推动 LoRaWAN 在全球的运行,是 LoRa 联盟成员的规范。LoRaWAN 是为 LoRa 远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构,定义了使用 LoRa 技术的端到端标准规范,包括物联网市场安全、能源效率、漫游和配置入网(on-boarding)等。之所以能够被联盟成员广泛接受,主要原因在于 LoRaWAN 在协议和网络架构的设计上,充分考虑了节点功耗、网络容量、QoS、安全性和网络应用多样性等几个因素。在需求层面,从 LoRa 联盟官网可以看出有多个领域,包括智慧农业、智能建筑、智慧城市、智慧环境、智能家居、智能工业、智能基建、智能计量、运输、物流和供应链。LoRa 目前提供了近似广域网络的连接能力,且网关市场上已有室外、室内甚至桌上型路由大小的设备,人人都可以搭建自有的 LoRa 网络,如同使用 Wifi 连接一样便利。

在运营商层面,根据 LoRa 联盟的统计数据显示,截至 2018 年 12 月底,全球已有超百家的网络运营商部署了 LoRaWAN,亚太及欧洲地区增长尤为显着,2018 年全年分别增长了 30%和 50%。同时,市场分析机构的数据也证实了 LoRa 应用的爆发,数据显示接入 LoRaWAN 网络的终端设备数量自 2018 年初到年末增长了 3 倍。

芯片供应是 LoRa 技术发展的一大短板。目前,全球仅有少数厂商在供应 LoRa 芯片,除了 Semtech 公司,只有阿里和 ST 在供应基于 LoRa 技术的 SoC ,而阿里的 SoC 是翱捷科技的。剩下的群登科技、国民技术和 Microchip 都是基于封装技术来提供 LoRa 解决方案。总的来说,提供 LoRa 技术完整解决方案的仅有 Semtech 公司一家。对此,也有工程师向与非网编辑吐槽:“想搞 LoRa 选择面太窄了,不像 NB-IoT,参与的厂商众多,各种各样的芯片都有。”

从发展全局来看,LoRa 技术在芯片这块被卡住了,如果不能有丰富的芯片供应,那么解决方案端也将受到限制。不过,市场分析机构对于 LoRa 技术的未来还是看好的。据 IHS Markit 发布的数据显示,未来的网关应用超过 40%有望都是基于 LoRa 的设备。

LoRa 技术在中国的未来

工信部的公告牵动的是中国 LoRa 从业者的神经,正如工信部在公告解答中提到的,欧美都有自己制定的 ISM 应用的频段,只有包括中国在内的第三区国家没有在 100MHz-1GHz 频段中没有指定用于 ISM 应用的频段。可以说,LoRa 技术在中国面对的是不一样的国情,那中国的 LoRa 技术发展地怎么样呢?

在中国,运营商倾向于 NB-IoT。由于 NB-IoT 是运营商建网,NB-IoT 在通讯基站本身基础上改造就可以,用不算太大的工作量就能建成网络。当前,NB-IoT 标准已经被冻结,中国也已经处于规模商用的阶段。运营商建好网络就可以多一个收取资费的入口。

在政策方面,政府也大力支持 NB-IoT 的发展,已经推出了多项政策。毕竟,NB-IoT 是华为 5G 的一部分,有一定的政策倾斜。

那么 LoRa 技术就没有机会了?其实并不然。还是我们前文所说的,LoRa 技术和 NB-IoT 技术是竞争且互补的,蜂窝网的 NB-IoT 有其擅长的领域,星状网的 LoRa 同样有独特的优势。

在中国,LoRa 阵营不光只有阿里这个巨头,腾讯同样大力支持 LoRa。2018 年 7 月,腾讯已在最高层面加入了 LoRa 联盟,进一步加快了 LoRaWAN 技术的采用。而阿里启动的“达尔文计划”对 LoRa 在中国发展更是有很大助力作用,该计划旨在提供包括平台、芯片和微基站等在内的全链路生态服务,全面推动 LoRa 广域物联网技术的应用发展。

当然,中国也有自己的 LoRa 联盟。中国 LoRa 应用联盟(China Lora Application Alliance,简称 CLAA)是在 LoRa Alliance 支持下,由中兴通讯发起,各行业物联网应用创新主体广泛参与、合作共建的技术联盟,是一个跨行业、跨部门的全国性组织。当时的联合发起方包括中科智城、中兴通讯、唯传和诺基亚上海贝尔等。

CLAA 官方介绍中写道,CLAA 物联网生态圈自 2016 年 1 月成立以来,受到物联网 LPWAN 业界的广泛关注,目前已发展从芯片、模块、终端到垂直应用整个 LoRa 产业链的 1300 多家正式成员(截止 2019 年 11 月)。

除此之外,中国 LoRa 从业者还有一颗定心丸。根据知情人士和与非网编辑透露称,2018 年年初,阿里云单独与 Semtech 对赌未来五年销售 4000 万片 SX1262 晶圆采购。相信没有做好市场调研的话,阿里云断然不会就为了拿到 IP 授权就这么贸然行事的。

目前,中国整个物联网产业还处于萌芽阶段,很多应用还停止在概念阶段,我们还没有看到 LoRa 技术的爆发,但更为火热的 NB-IoT 也在由虚转实的阶段,一切都在酝酿中,正如当年 WiFi 来到我们身边之前也备受质疑。未来,相信 LoRa 技术能在碎片化的物联网市场找到自己的核心市场。

LoRa 是一个有独特优势的技术,在全球范围内都有巨头在推动,国际上有谷歌,中国有阿里和腾讯。面对这个有潜力的技术,工信部定然不会也不忍心斩断其未来的无限可能。

不过,在 LoRa 技术向前推进的过程中,我们也看到了其商业化的窄端,为数不多的芯片供应商对于万亿级别的物联网市场而言定然是不够的,看看今天的 WiFi 芯片和蓝牙芯片供应,LoRa 技术如果不想成为一个“沙漏”的生态,Semtech 公司还需要有更多的授权对象。



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