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为什么阿里腾讯们都在抢夺 LoRa? 技术头条

发布时间:2019-06-16 03:03编辑:互联网相关术语浏览(112)

      LoRa 全名“Long Rang”,是工作于非授权频段的低功耗广域物联网技术,生于 2013 年,单亲,有个来自美国的妈妈——Semtech 公司。LoRa 现已长大,成为在低功耗广域网(LPWAN)或窄带物联网领域里最热门的技术之一。

      低功耗广域网 LPWAN 技术的特点是“广覆盖、大连接、低功耗、低速率”,特别适用于远程抄表、环境监测、智能停车、位置追踪等有海量连接、小数据、非频发传输需求的应用场景,并且,这类应用场景的物联网连接数量将占到物联网总连接数的 60%。

      看到这里,也许有读者会想起 NB-IoT。Yes,NB-IoT 于 2016 年出生,NB-IoT 全名“Narrow Band Internet of Things”,工作于授权频段的低功耗广域物联网技术。因此,LoRa 与 NB-IoT 同属于低功耗广域网(LPWAN)技术,只不过 NB-IoT 是含着金汤匙出生自全球标准组织 3GPP 这个贵族家庭。从全球范围来看,NB-IoT 目前貌似是 LoRa 相爱相杀的冤家对头。

      根据 LoRa 联盟(LoRa Alliance)官网的展示,目前,全球有 100 家网络运营商在 100 个国家已部署 LoRa 网络。那么出生不如 NB-IoT 的 LoRa 为什么能够得到诸如 Google、IBM、思科、Orange、阿里、腾讯等大型互联网、电信运营商、设备商的青睐?

      其本质原因在于无线通信所用的频谱也是一种稀缺资源,其中国家划分出一小部分频谱资源作为非授权频段,供 LoRa 之类的网络使用,此外划分出另外一大部分频谱资源作为授权频段,供 NB-IoT 之类的网络使用。

      说通俗一点,任何个人或组织都可以买台 LoRa 基站(也称为 LoRa 网关)搭建 LoRa 网络,好比谁都可以买台 TP-Link 无线路由器搁在家里或办公室用来上网,并且其技术门槛比 Wi-Fi 高不到哪里去。但如果你弄台 NB-IoT 基站搞事情,可被定为扰乱无线电通讯管理秩序罪与破坏公用电信设施罪;也就是说 NB-IoT 这类通信网络只能由政府授权的极少数电信运营商建设和运营,天然带有某种垄断性。

      话说 LoRa 的美国单亲妈妈——Semtech 公司,当年含辛茹苦一手把她带大。为了使 LoRa 长大成人、受到良好的教育,以便日后出人头地,在 LoRa 两岁的时候,Semtech 联合了 IBM、Actility 等公司成立了 LoRa 联盟(LoRa Alliance),致力于寻找“养父母”一起构建适合 LoRa 发展的产业生态。

      LoRa 仅是一种调制技术(NB-IoT 属于蜂窝通信,LoRa 属于线性扩频),属于物理层无线传输技术。因此,LoRa 仅定义了无线侧的标准规范,按照通信的行业术语讲,LoRa 只定义了空口协议,LoRa 对应的产品就是收发器(transceiver)芯片。要想实现组网、完成端到端的通信业务,还需要更多的工作要做。为此,LoRa 联盟(LoRa Alliance)制定了 LoRaWAN 标准规范。

      LoRaWAN 是在 LoRa 物理层传输技术基础之上的以 MAC 层为主的一套协议标准。LoRaWAN 提供了多信道接入、频率切换、自适应速率、信道管理、定时收发,节点接入认证与数据加密、漫游等特性。有了这个标准之后,LoRaWAN 的就变成一种网络技术,可将其用于不同的协议和不同网络架构(如 Mesh 组网、星型组网、点对点组网)。

      使用 LoRaWAN 的产品时,其用户接口有两个:一个是在底层传感器和 LoRaWAN 节点之间有一个数据接口,传感器数据通过这个接口传到网络;另一个是 LoRaWAN 网络服务器(Network Server)和应用服务器(Application Server)之间有一个数据接口将网络的数据传送至应用系统。

      由上可见,LoRaWAN 构建的是一个运营商级的大网,覆盖地区和全国的网络,甚至确保不同国家 LoRa 网络的互操作性。经过几年的发展,目前已建立起了较为完整的生态链:LoRa 芯片、模组、传感器、基站或网关、网络服务、应用服务。

      全球已部署了 5000 万的 LoRa 终端节点,而 2018 年 LoRa 芯片的出货量预计有数千万片,中国市场 LoRa 芯片出货量占据全球一半以上,并且在中国,LoRa 基站的部署量也达到了数万个,在北京、深圳、广州、杭州等城市均有城市级的 LoRa 网络覆盖。

      由于 LoRaWAN 的开放性、灵活性和自主性,中国已成为 LoRa 产业生态最大的市场,国内 LoRa 芯片出货量几乎占全球的一半,已有上千家公司的业务与 LoRa 相关。其中,中兴通讯、腾讯、阿里巴巴、中国联通、铁塔公司、贵州广电等重量级玩家加入 LoRa 物联网领域,这些重量级企业的入局对于推动 LoRa 产业发展的作用是不言而喻的。与此同时,国内 LoRa 产业的生态圈也更为完善,以克拉科技为主导力量的中国 LoRa 应用联盟(CLAA)其联盟成员已经增加到了 1100 多家。

      在 2018 年 9 月 19 日杭州阿里巴巴云栖大会上,阿里云首席智联网科学家丁险峰宣布启动“达尔文计划”,旨在通过一系列的包括平台、芯片和微基站在内的全链路生态服务,交付给企业客户一张自有可控的物联网。在云栖大会户外上空悬停着一架印有“天空物联网 LoRa 站”Logo 的飞艇,其搭载了 LoRa 网关。当它被启动,现场的物联网设备迅速被飞艇上的信号连接。而当关闭时,数据大屏上的几十种数据会瞬间消失。

      LoRa 的这种灵活、开放、自主的特性给产业界带来更多的机会,因为那些被挡在通信朋友圈之外的企业可以参与到 LoRa 网络运营中。

      1. 总体来看,物联网的通信技术可分为短距离通信技术和远距离通信技术。远距离通信技术的连接数量将占到物联网总连接数的 60%。除了 LoRa、Sigfox 等工作在非授权频段的 LPWAN 技术外,远距离通信技术基本上属于电信运营商的地盘;互联网公司只能受限于 Wi-Fi、蓝牙、ZigBee 和 802.15.4 这类短距离通信技术。而 LoRa 技术的兴起正在打破这种格局,提供低功耗广域网络连接服务的厂商已不再是传统电信运营商的“特权”,不同的网络规模和业务范围都有多个新的网络“运营商”参与进来,形成多样化的格局。基于低功耗网络的特点,电信运营商一家独大的局面正在发生改变,给物联网市场带来了新的机遇。

      2. 从标准角度来讲,移动蜂窝技术已由高通、爱立信、华为等玩家经数十年的产业资源、技术研发和知识产权积累而占据一隅,互联网公司鲜有可乘之机。互联网企业在通信业标准方面的专利积累非常少、产业链影响力较小,面对 NB-IoT、eMTC 以及未来 5G 等物联网标准,很难参与进来,更不用说有重大贡献和掌握话语权了。不过,LoRaWAN 作为一个问世时间较短且相对简单的开放标准,新入局的互联网巨头相对容易参与到标准化工作中。

      3. LoRaWAN 的部署方式和商业模式非常灵活。例如,CLAA 有四种主要的业务合作模式:

      从 LoRaWAN 网络架构来看,主要有以下几部分:终端节点、网关、回传、网络服务器、应用服务器。

      LoRa 正在全球范围内应用部署,因为其低功耗、深度覆盖、容易部署等优势使得其非常适用于要求功耗低、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用,如智能抄表、智能停车、车辆追踪、宠物跟踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧社区等应用和领域。

      2. 《LPWAN 未来几大趋势:大连接、技术互补、人人运营商》:物联网智库

      3. 《腾讯与 TTN 宣布战略合作,共同推进全球及中国物联网开发生态》:腾讯云

      7. 《LoRaWAN 网络协议与 LoRa 私有协议相比有哪些优势》:成都亿佰特

      9. 《腾讯与全球最大 LoRa 开发者社区达成战略合作,互联网巨头的物联网野望》:物联网智库

      13. 《三大低功耗广域物联网技术 NB-IoT、LoRa、sigfox 未来如何争夺?》:全球物联网观察

      作者简介:马智,曾就职于微软亚太研发集团、中国移动设计院,关注物联网、人工智能和区块链领域。

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