物联网通信：一项技术，十年战事

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作为新兴的低功耗广域网技术，LoRa自面世以来就备受关注，其能够实现远距离通讯、低功耗、低硬件成本等，集出色的系统容量、强悍的抗干扰能力等特点于一身，这些正是物联网无线连接所必需的。

LoRa全称为Long Range（远距离），是创建长距离通信连接的物理层无线调制技术，属于线性调制扩频技术（CSS）的一种，其原型技术最早由法国一家名为Cycleo的创业公司推出。

2012年，Cycleo被Semtech（升特半导体）收购，其将这一调制技术封装到芯片中，取名“LoRa”。Semtech基于LoRa技术开发出一整套LoRa通信芯片解决方案，2013年8月，Semtech发布一种新型的基于1GHz以下的超长距离低功耗数据传输技术的芯片，即业内首款LoRa芯片，并向全球推广，从此开启了LoRa芯片产品化之路。

当然，小小的LoRa芯片远远不足以撬动广阔的物联网市场。

2015年，Semtech牵头成立LoRa联盟（LoRa Alliance）。创始成员中不但包括MicroChip、IBM等巨头，还拉拢了诸如荷兰皇家电信KPN、新加坡电信SingTel、比利时电信Belgacom、瑞士电信Swisscom等一众国际知名电信运营商。自成立以来，LoRa联盟注重生态系统的建设，在联盟推动下，LoRa产业链逐渐成熟，覆盖从底层的芯片、模组到设备制造、系统集成等相关企业。

LoRa Alliance部分会员

图源：LoRa Alliance官网

为更好地实现组网、完成端到端的通信业务，LoRa联盟制定了LoRaWAN标准规范。而基于LoRa技术和LoRaWAN标准的开放性、灵活性和自主性，中国逐渐成为LoRa产业生态最大的市场。

2016年，在LoRa联盟的支持下，中兴通讯在国内牵头并发起成立“中国LoRa应用联盟（CLAA）”。资料显示，该联盟旨在共同建立中国LoRa应用合作生态圈，推动LoRa产业链在中国的应用和发展，建设多业务共享、低成本、广覆盖、可运营的LoRa物联网。目前，国内的LoRa生态日益成熟，腾讯、阿里巴巴、中国联通、铁塔公司等重量级玩家更是争相布局。

2019年，Semtech基于LoRa技术，先后推出了LoRa Cloud™地理定位服务、LoRa Edge™地理定位平台，助推物联网地理定位的发展。

时间来到2021年，国际电信联盟电信标准化部门正式批准LoRa联盟立项的“ITU-T Y.4480 Low power protocol for wide area wireless networks”建议（标准）。该标准大部分内容是基于LoRaWAN已成熟的链路层协议编制，在技术上基本等同于LoRaWAN链路层标准。至此，LoRaWAN得到全球ICT产业最权威的国际组织认可，正式成为LPWAN国际标准，其国际化影响力进一步提升。

然而关于LoRa的发展，Semtech并未止步，关于最新的全球性成果，据Semtech全球销售高级副总裁Mike Rodensky透露：“在过去的2022年，LoRa联盟宣布了LoRaWAN能够支持IPv6，这为我们打开了更加广阔的市场机遇。2022年，LoRa联盟吸收了93个新成员。最重要的一点，是LoRaWAN已经被国际电信联盟正式批准成为低功耗广域网络的开放性全球标准。”此外，在新品面世方面，“今年三月，首批基于Semtech LoRa技术的Amazon Sidewalk第三方产品现已上市。”Mike Rodensky称。

Semtech数据显示，截至2023年3月30日，全球已部署了近600万个基于LoRa的网关，基于LoRa的终端节点达到了3亿个，采用LoRaWAN连接的公共网络运营商达181家且还在持续增加。据ABI Research预测，到2026年，LoRa将占据全球非蜂窝低功耗广域网（LPWAN）连接超过50%的份额。

Semtech全球销售高级副总裁 Mike Rodensky

图源：Semtech

物联网应用的复杂性决定了市场中存在着多样化的技术。近几年，LoRa频频被拿来和NB-IoT作比较，作为国内LPWAN市场两大主流技术，LoRa与NB-IoT的发展均受到极大的关注度。在对两者进行分析前，我们首先要明确的是彼此间的差异点。

首先，LoRa和NB-IoT的运营模式大为不同。NB-IoT是运营商代理建设的网络，使用者无需考虑基站部署，NB-IoT可以直接在通信基站本身的基础上进行改造，但网络拥有者无法控制网络质量，以及数据安全性。LoRa恰恰相反，使用者可以自建网络，可以独立控制网络质量，运营数据掌握在自己手中，不仅布局更快，成本也更低。尤其在NB-IoT信号较弱环境下，LoRa的技术优势即刻突显。

其次，是两者的工作频段不同。NB-loT工作在授权频段，即专门分配的频段。其必须由运营商提供，且必须使用运营商的网络。目前，国内三大运营商——中国移动、中国电信、中国联通均参与其中。而LoRa使用的则是免授权ISM频段，中国的LoRa可以使用在470频段以及433频段。

对于两者的发展，业内有人认为双方存在竞争关系，未来二者其一将主导我国物联网市场的发展；也有人认为两者的关系更倾向于合作互补。对此，Semtech亚洲区销售副总裁黄旭东谈了谈自己的看法：“LoRa技术早于NB-IoT很多年就推出，早期在市场中就已有很高的认知度和认可度。LoRa和NB-IoT在某些地方确实存在竞争，但在某些地方又是可以互补的。”

黄旭东认为，物联网市场规模很大，LoRa有自己独特的应用范围和场景。对于碎片化的物联网应用场景，LoRa能赋予开发者更多自由发挥的空间，从点、到端、到云都可以为客户提供优化。对希望自由创新的客户来说，从连接、组网到应用，LoRa都能让他们实现高度自控和自由选择。长远来看，LoRa在私有网领域十分具有优势和发展前景。

竞争的另一面，双方的互补亦是突出。“在私有网+公网的场景中，LoRa和NB-IoT非常适合互补。LoRa具有自组、安全、可控的特点，可以支持客户完全控制从连接、组网到最后的应用平台，具有高度的灵活性。物联网市场充满了机遇，LoRa具有很大的发展空间和创新的想象空间。”黄旭东表示。

图源：Semtech官网

此前，国家工信部发布第52号公告，对微功率短距离无线电发射设备生产、进口、销售和使用进行了规范。其中提到：

自2020年1月1日起，停止生产或者进口不符合本公告但符合《关于发布<微功率（短距离）无线电设备的技术要求>的通知》（信部无〔2005〕423号）规定的电子吊秤无线传输专用设备、230MHz频段无线数据传送设备、230MHz频段起重机或传送机械专用无线遥控设备，以及《关于无线汽车防盗报警设备使用频率的通知》（信无函〔2006〕61号）规定的410MHz频段汽车报警器等微功率设备。

自2022年1月1日起，停止生产或者进口不符合本公告但符合《关于发布<微功率（短距离）无线电设备的技术要求>的通知》（信部无〔2005〕423号）规定的民用计量仪表、模拟式无绳电话机和698-787MHz频段的微功率设备。

该公告发布之后，有人认为，LoRa因为新规的一些限制，恐怕要“凉凉”。事实上，对于LoRa而言，更多产业人士认为此举利好其发展。“52号公告公布的内容，其实是对LoRa有很大帮助的。LoRa在国内主要的方向是在私有网络的应用，具有自组、安全、可控的特点。在我看来，52号公告其实加强了LoRa行业中的规范，如规范了输出功率、发包时长等，有利于行业发展。就像我们现在卖一个手机，在手机里面的东西也是要符合SRRC认证。”Semtech中国区LoRa市场战略总监甘泉表示。

对于52号公告起到的规范作用，星纵物联副总经理郑渊瑞也表示认可。“从产品应用端来说，（第一）52号公告是规范了LoRa无线技术在国内使用的要求。对我们来说，这种要求是对的。因为如果没有规范要求，大家肆意使用，那可能无线网络会非常混乱。第二，国内的频段在LoRa标准里面用的是470-523频段。这个频段对我们来说，比使用433频段更好，因为433频段是传统的FSK一直在使用的频段。从产品应用角度来说，规避了原来的旧设备。第三，从自身发展的角度来说，一个好的技术更多是给人们的生活带来了什么样的价值。”

近年来，关于“碳中和”、“智能化”、“数字化”等关键词屡屡被提及，而LoRa也在其中窥见了未来更多个“十年”的创新机遇。

星纵物联副总经理郑渊瑞透露：“从2017年开始，我们就感受到了数字化浪潮的苗头。星纵认为物联网数字化的浪潮，甚至将超过互联网的浪潮，我们更多地专注于自己的赛道上，做专业的数字感知产品提供商，这是我们对于自己的定位。”

关于数字化的方面，Semtech也有自己的规划。“现在国家也在推5G进工业化，包括工业互联网，这里面其实很多都是要用到运营商网络，LoRa对运营商网络是非常好的补充。比如有些客户做工业网关，可能是通过4G和5G来做回传，而它下面的节点是用LoRaWAN收集传感器的信息，再通过运营商的网络回传到云上去。另外，一些用传统方式做信息传输的客户，在推进数字化的过程中，在布线和成本方面面临着不少挑战，也开始用LoRa无线连接来代替有线连接。”Semtech中国区市场战略总监成晓林说道。

数字化进工业，不仅要求传输方便，成本和功耗也是重要的要求。针对上述趋势，Semtech一方面不断推出功耗和成本更低的产品，同时也在开发一些组网方案，帮助客户更好适应各种工业管理场景。

在碳中和层面，据悉，LoRa在电力行业的使用非常广泛，现已被纳入国家电网的电力物联网标准。“在光伏发电和风力发电领域，LoRa有它独特的优势，未来也有很多机会。比如在光伏领域，基于LoRa可以帮助逆变器实现关断功能，一旦出现安全事故，就可以及时关断，同时也可以支持收集一些信息。”成晓林说。

再说近来火爆的ChatGPT,其背后的人工智能浪潮也是Semtech的关注重点。据甘泉透露：“LoRa的芯片是云到端，其实已经有一些AI化了。”比如，在腾讯云的平台可以对终端设备进行相应管理，这是端到云的AI化；Semtech LoRa生态合作伙伴深圳矽递科技也做了AI摄像头+LoRa回传的场景，将其应用于沙漠、森林等非常偏远的地方，使用AI摄像头拍照片，就可对相应的环境等进行管控。这些都是通过AI+LoRa的结合，加上云到端的配合实现的创新应用。

相关数据显示，我国是全球最大的物联网市场，多年以来也是LoRa的第一大市场，中国物联网“高歌猛进”的十年，也是LoRa高速发展的十年。展望未来，LoRa依然拥有无限想象空间。在国家“双碳”目标的驱动下，各行各业都在积极加速低碳化发展，这将为具有低功耗优势的LoRa开拓更多发展机遇，进一步扩张其在智慧城市、智能楼宇、工控等垂直领域的应用，持续赋能行业数字化、低碳化转型升级。

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