关于LoRa与NB-IoT的N大猜想,你猜对了几个?| 智慧产品圈

原创 李映 2017-11-02

  前不久ofo宣布将LoRa装备进其单车中,以实现完整的网络连接,为处在风口浪尖的LPWA(低功耗广域技术)再添“谈资”。作为专为远距离、低带宽、低功耗、大量连接的物联网应用而设计的LPWA技术,LoRa、Sigfox和NB-IoT等均趁势而起,各有拥趸,各据山头,到底是同室操戈还是和平共处?一众厂商围绕这些技术不断跑马圈地,到底谁将“笑傲江湖”?

  LoRa部署和应用层层加码

  除却在ofo的落地为LoRa再添“筹码”之外,LoRa最近的发展是“多点开花”。研华科技利用LoRa技术方案应用于工业物联网,云服务供应商奈伯思(Netvox)在不到6个月之内就成功地将LoRa技术引入到其受欢迎的8种智能楼宇传感器中。美国、加拿大均有厂商采用LoRa技术开展牲畜管理、救援服务等。

  这只是应用的“冰山一角”。作为LoRa联盟的主要发起者之一以及LoRa底层核心技术供应商,Semtech无线和传感产品事业部市场营销副总裁黄旭东详细介绍说,基于LoRa联盟推出的LoRaWAN开放性规范的网络已在超过60个国家和地区部署,有50家运营商在进行布网,150多个项目在试点和部署。如美国Comcast公司去年在3个城市铺设了LoRa网络,两个月前决定再在12个城市铺设网络;法国Orange已在法国搭建LoRa网络;印度的TATA在30多个城市实现了LoRa网络的应用;韩国SK用4个月实现了整个国家LoRa网络覆盖。

  在中国的布局亦在稳步推进。黄旭东提供的资料显示,LoRa已在智能表计、智慧城市和智慧农业中得到应用;试点正在开展,北上广深均已部署LoRa,在二线城市例如南京、苏州、杭州等也都有LoRa网络覆盖,29K以上的网关已安装;作为中国LoRa应用联盟(CLAA)的主力中兴通讯,正着力使国内LoRa-enabled网络接轨LoRaWAN规范。

  而LoRa在全球物联网领域的普及离不开LoRa联盟的成立和成功运营。LoRa联盟亦不负众望,目前已有500家以上的成员,最近阿里巴巴也加入了LoRa联盟,将促进其应用进一步“下沉”。

  除了智能表计之外,LoRa还“器重”智能农业、智能物流、智慧城市和智慧楼宇四大应用市场。黄旭东表示,目前智能表计市场应用市场最大,未来两三年物流应用将走强成为 “主力”,智慧城市、智能农业和智慧楼宇位列三甲。业界也预计,2017年LoRa芯片出货量将千万量级,未来的需求呈爆发式增长。


  与NB-IoT竞合如何演变?

  与今年频上“头条”的NB-IoT相比,LoRa与其的竞合之势充满想象。

  但条分缕析,可谓各有伯仲。LoRa和NB-IoT虽然同属于LPWAN技术,但NB-IoT为授权频段,可直接部署于GSM或LTE网络,因而NB-IoT是运营商进军物联网的首选技术,这一点LoRa难以匹敌。但正因如此,NB-IoT主要依赖于运营商的基础设施,进行协议对接,因而在进度上需要考量网络建设情况。而LoRa工作在免授权频段,任何行业可灵活地自行组网,因而在运营成本、发射功率、基站搭建成本方面优势显著,并且LoRa技术发展较早,产业链相对成熟。但LoRa的长距离、低功耗,有时难免是以牺牲传输速度为代价的。

  无论何种阵营,底层芯片技术的成熟与成本对未来对决走势起重要作用。NB-IoT不说了,铺天盖地的宣传中少不了英特尔、高通、华为、中兴微、Nordic、美满、MTK、RDA等等的身影。相较之下,LoRa技术却只是Semtch公司的专利。为适应市场的发展和需求,Semtech以IP授权的方式授予更多的公司来制造LoRa芯片,目前涵盖ST、Hoperf、Microchip、GemtekT等。

  黄旭东还提到,Semtech主要的LoRa产品有两大系列,分别针对节点/传感器和基站端。此外,Semtech还针对专业的、稳定性强的网络服务器推出了LoRaWAN-enabled参考设计,针对小基站则提供Picocell Gateway的参考设计。

  LoRa与NB-IoT的对垒,不仅是产业链共同参与后博弈的结果,时间节点、用户需求等也是最终决定因素。在很多情况下,用户惯性对产业格局的形成作用巨大。黄旭东就笑言,因为NB-IoT建网还需要时间,但市场不会等,这段“时间差”给了LoRa很多机会,在智慧农业、抄表等领域加快了部署。

  或许诚如中兴微电子手机芯片规划部市场总监周晋所言,NB-IoT是大范围网络,LoRa是小网络,可灵活快速部署,未来将长期共存。大规模部署、大范围应用是NB-IoT阵营巨头所希望的,NB-IoT通过技术改造也具备了提供专网的特点,不过长尾部分更多是一些小批量、个性化的需求,LoRa等方案的灵活性和低成本仍会在这些长尾市场中发挥巨大作用。

  仍需不断“进化”

  然而作为一种新兴的物联网技术,LoRa仍需要“与时俱进”,在标准、速率等层面不断优化。

  从Semtech推出的芯片就可看出各国标准的不统一。据了解,在中国LoRa市场,LoRa联盟推行的频段是470-510M赫兹,在欧洲国家推行的频段是868M赫兹等。而同一个地区内,标准也不统一,目前LoRa联盟在中国的使用频段划分和CLAA的频段划分有出入。黄旭东指出,这方面还要加强沟通,协商一致,以尽快制定出一套标准的频段和参数指标,毕竟这还涉及核心网、物理链路层等实现多网络的无缝融合和切换问题。同时,还要加快协议认证机构建立,确保互联互通。

  此外,LoRa做到长距离(15~30英里)、低功耗是以牺牲传输速度为代价的,这让LoRa在应用上受到了限制。“Semtech会在扩频调制方面不断改进,提高速率。同时面向干扰问题,LoRa采用扫频方式,0的时候从高频扫到低频,1的时候从低频扫到高频,其中一个小频段受到干扰后,也可以通过扫频看到整个信号的频率趋势,从而提高信号的灵敏度。”黄旭东强调。

  据了解,目前LoRa联盟正在为LoRa新增定位功能,提供基于网络和GPS的多种定位服务。该技术依靠到达时间差(TDoA)三角定位算法,可在乡村环境实现30米、城市环境150米精度的定位服务。同时,在核心网安全、部署及协议等方面着力轻量化。

  最近,Semtech推出了全新工具来改善开发人员使用LoRaWAN协议的体验,近日推出集成了LoRa技术的Picocell网关模拟器,其中包括Linux和Windows支持软件,并提供一个免费的、非商用的LoRaWAN网络服务器演示平台,全新开发工具将降低客户最初参与和评估的门槛。黄旭东的期望是通过Semtech针对LoRa网络的Picocell参考设计,将各地铺设的小网最终连接组成一个无处不在的LoRa大网。

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