[原创] LoRa不凉，反而在物联网时代大行其道！
2020-10-03
14:00:27
来源: 半导体行业观察
去年11月28日，工信部发布的2019年第52号公告中指出“微功率短距离无线电发射设备频率在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”。在当时，业界发表了“LoRa凉凉”的观点。
针对这一问题，Semtech中国区销售副总裁黄旭东告诉半导体行业观察记者：“第52号公告中的许多条文，都是对物联网技术和物联网应用生态的支持。一些业界朋友把工信部对微功率设备的管控看成是对LoRa的管制，这是他们对该文件的一种误读，或者对全球最新物联网技术的了解不够广泛，因而提出了‘LoRa凉凉’等观点，甚至用类似的观点去和用户沟通，实际上是在误导物联网用户”。
时隔一年，再来看LoRa的发展，从Semtech的出货量上来看，近年来LoRa芯片的出货量持续增长，在Semtech发布的2021财年第一季度财报中已说明：全球已部署80多万个基于LoRa的网关，其中基于LoRa的终端节点超过1.45亿个。据LoRa联盟（LoRa Alliance）统计：LoRa或LoRaWAN®网络已经覆盖了全球157个国家和地区，有300多个采用的厂商。大规模的出货量也给予了业界信心。
市场调研公司IHS在其于2019年5月发布的Markit Insider调研报告中预测到，预计到2023年，43%的LPWAN物联网解决方案将基于LoRa。它们将由全球最大的物联网生态系统支持，这些器件、网络和应用遍布全球，从而实现创新的物联网解决方案。国内市场是全球增长最快的区域市场之一。
LoRa起源于法国，最早由法国公司Cycleo推出。2012年，Semtech宣布收购法国公司Cycleo，由此开启了Semtech在物联网领域的新纪元。
LoRa技术以极低的功耗实现了远程数据通信，从而彻底改变了物联网。当连接到非蜂窝式LoRaWAN网络时，LoRa设备通过传输带有重要信息的数据包来适应各种IoT应用。LoRaWAN填补了蜂窝和基于Wi-Fi / BLE的网络的技术空白，这些网络需要高带宽或高功率，或者范围有限或无法穿透深度的室内环境。
相比NB-IoT芯片的开放状态，此前LoRa芯片基本都是由Semtech一家提供，具体来说，Semtech本身作为芯片厂商，在国内会通过代理渠道销售推广封装后的LoRa芯片。除此之外，Semtech也直接销售LoRa晶圆给某些重要的合作伙伴，这些公司通过SiP技术把MCU和其他芯片以及LoRa封装在一起，再自行销售SiP芯片。
不过，自2018年Semtech开始改变产品的营销模式，通过LoRa IP授权的方式给客户自己做LoRa芯片，还能够通过各种方式推出差异化芯片。2018年9月，阿里云IoT与Semtech公司正式签署授权协议获得了LoRa IP授权，由阿里巴巴入资的翱捷科技发布了首款LoRa系统芯片ASR6501。这款芯片属于采用LoRa晶圆的SiP封装芯片，采用最新的SX1262，其尺寸做到6＊6＊0．9mm，支持150MHz－960MHz所有频谱。
LoRa具有低功耗、广覆盖等明显的技术优势和特点，同时作为一种成熟的、易用的、高经济性的物联网技术，已经成为了低功耗广域网（LPWAN）领域内的事实标准，因而从LoRa一进入中国市场就受到了广泛的欢迎，许多中国伙伴利用LoRa开发了很多极富创新的应用，服务了中国和全球市场。
由于物联网市场具有高度碎片化和多样化的特点，加之近年来物联网技术和应用都不断创新、快速发展，因此工信部等中国监管部门也是在探索中寻找发展与监管的平衡，同时还保持了开放和积极的态度来与业界进行了广泛的沟通，其中包括与Semtech等领先的物联网技术提供商的沟通。
受中美贸易战的影响，多家科技公司被列入美国“实体清单”，虽然Semtech是美国公司，但LoRa并不受到限制。因为LoRa的所有环节都是在欧洲和亚洲完成的，具体来看，LoRa技术起源于法国公司Cycleo，研发和设计由Semtech(International)AG公司来运作，晶圆身材在台积电，封装测试在马来西亚，可以看出，相关环节完成均不在美国属地，因此不会受到相应的限制。
近几年来，物联网、智能化和5G成为了推动包括中国在内的全球社会和经济发展的重要技术动力。它们在各自的应用场景中实现快速发展的同时，还通过不断融合和协同发展，形成了各种新的商业模式和创新生态。
因此，各个国家和地区的电信监管部门，都在推动物联网发展、培育物联网产业生态和加以合理的监管中寻找平衡，不断寻找更创新、更具前瞻性的支持手段和监管措施。例如，欧盟和北美就分别把863-868MHz和902-928MHz划分为物联网专用频段，日本与韩国则分别将916.5-972.5MHz和917.5-923MHz频道划分为物联网专用频段。
利用LoRa来构建物联网应用，可以不依赖公共无线通信基础设施，同时还可以根据实际应用场景来建设最佳的网络。在经济性方面，LoRa的优势已经远远超越了节省的数据流量费用，而是总拥有成本（TCO, Total Cost of Ownership）的显著降低，这是所有私有网络拥有者和使用方都必须考虑的一个重要因素。
在今天的全球物联网市场中，除了许多愿意自己建网的用户外，还有很多大型通信运营商也在用LoRa来服务其物联网客户，因为他们知道从用户保修到服务人员上门换一次电池的成本，可能会抵消数十个客户端在一年中带来的营业收入，而LoRa的低功耗特性和自我优化网络能力可以大大延长物联网设备中电池的续航时间。
正是因为LoRa具有的技术和应用优势可以给最终用户带来真正的价值，所以过去几年LoRa在全球得到了广泛的应用。在中国市场上，行业人士可以很清晰地看到LoRa在表计和资产管理等相关领域内的优势，LoRa芯片的销售数量在过去几年中实现了数倍的销售增长，同时应用领域从最初的表计发展到了更广泛的、多样化的应用。
“例如，在新冠肺炎疫情肆虐的时候，我们的合作伙伴开发了基于LoRa的门磁等防控监测产品，与阿里云和腾讯云的云服务结合，不仅支持了中国许多城市抗击疫情，而且通过彰显LoRa连接的便利性和可靠性，创造了新的应用模式。而正是这些中国合作伙伴的创新，才给LoRa在中国甚至海外市场带来了新的发展空间。”黄旭东谈到。
此外，Semtech还在进一步做大LoRa物联网生态。Semtech新推出的LoRa Edge™产品组合，是一个全新的、基于LoRa®的低功耗平台，它为室内和室外资产管理提供了基于多源技术的应用支持组合，其目标市场包含了工业、楼宇、家居、农业、交通运输和物流等领域。
利用LoRa Edge的开放平台特性，我们的合作伙伴和最终用户可以使用我们的LoRa Cloud地理定位服务，或者他们自有的集成了Wi-Fi足印及GNSS卫星定位解算，利用到达时间差（TDOA）数据、GNSS和基于Wi-Fi的云位置计算功能，可以实现全球性或者区域定位。LoRa Edge将北斗卫星导航系统等创新平台联系在一起，带动了中国刚刚建成的北斗卫星导航系统走向全球应用。
物联网需求的快速增长是最近几年各个国家和地区技术和经济领域中最重要的趋势之一，但是LoRa与NB-IoT由于本身的技术特点不同，因而在应用市场中给客户带来了不同的价值和服务。在全球市场上已经形成了“公网+私网”的并存和协同发展模式；国外不少领先运营商在其网络中采用了LoRa，但是LoRa主要面向的是那些重视“自组、安全和可控”的用户。
基于LoRa的
“自组”
特性，越来越多的企业、机构、物业和社区管理单位都希望建立自己的专网来实现更方便和灵活的管理，例如对小区、楼宇甚至家庭内的各种传感器、照明设施、应急设施、家居设备和其他设备的管理，LoRa就因为可以实现高效率的按需建网而备受关注，从而给LoRa带来了巨大的需求。
在
“安全”
方面，LoRa具有物理层、网络层和应用层的多层信息安全机制，因此可以说其安全性高于类似物联网技术。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；在网络层上，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；在应用层上，LoRa可以根据应用层的要求进行定制加密，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。
LoRa的
“可控”
特性已经成为了它在竞争中的另一个差异化因素，而且也是用户实现高质量、高效益物联网网络的一种基础。它首先体现在网络质量可控，LoRa的网关和终端节点可以根据实际网络环境进行部署，从而可实现最优的局域网络规划，有利于信息传输质量和电池续航时间。其次，客户在随时轻松地组建或扩展自己的物联网网络的同时，可以实现网络的整体运营成本可控。这种需求在中国市场上是十分强烈的，尤其是在企业专网领域，LoRa的优势很大。
今年5月7日，工信部发布《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，即工信厅通信〔2020〕25号文。该文件明确指出工信部将在不远的将来关停2G和3G网络。“因此自该文件发出之后，Semtech和我们的LoRa生态合作伙伴就接到了很多关于采用LoRa来实现其物联网应用的客户咨询，我们相信这些客户是在经过对多种因素进行全面考虑之后，看到了LoRa可以在2G和3G数据服务停用之后提供更多的价值。”黄旭东谈到。
随着5G的到来，5G和物联网的发展需要建立在“云、管、端”协同发展和创新之上，因而Semtech认为5G最终将与LoRa实现双赢。从物联网应用这个方面来看，LoRa网关可以利用5G连接更方便、更快捷的将物联网数据送入云端，这非常有利于将LoRa扩展到许多需要全管道稳定连接的工业物联网领域。
而在5G应用这一个方面，LoRa则可以帮助5G扩展其网络应用，为5G添加成千上万的末梢神经。由于基于LoRa的传感器具有低功耗、部署灵活、覆盖广泛和网络质量可控等特点，LoRa可以为5G+物联网提供极佳的组合；5G的高带宽与稳定性将借助LoRa网络节点更长电池续航时间，而推动新的应用模式创新。
“我认为LoRa还处于早期引入的发展阶段，这是因为物联网的潜能还没有得到充分的发挥，在国内外市场上都还有极大的潜在机遇。在中国市场中，LoRa的潜能也刚刚开始被释放，其发展前景极为广阔。”黄旭东告诉半导体行业观察记者。
目前，中国政府密集部署推进新基建，多个省市公布的新基建总投资规模达数十万亿元，其中主要包括5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网基础设施建设在内的七大领域，而LoRa可以支持所有这些领域，可以支持或者完善其网络体系。
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
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