2020年12月09日 | 自组、安全、可控的LoRa——Semtech年终媒体采访交流会

近日，Semtech负责全球市场推广及亚太区销售的高级副总裁张晖先生、Semtech中国区销售副总裁黄旭东先生以及Semtech中国区市场战略总监甘泉先生出席了Semtech在北京举办的2020年年终媒体采访交流会。在会上，Semtech公司高层回顾了过去一年中LoRa及其生态伙伴取得的成绩，共同展望快速发展的中国物联网市场中，Semtech的LoRa创新技术及其他产品的最新应用。

张晖先生首先进行了开场致辞。张晖表示，Semtech是一家为高端消费者、企业计算、通信和工业设备提供高性能模拟、混合信号半导体产品及先进算法的领先供应商，成立至今已有60周年。Semtech的半导体产品组合被设备制造商及其供应商用于汽车、广播设备、数据中心、无源光网络(PONs)、工业、物联网(IoT)、液晶电视、智能手机、平板电脑、可穿戴设备和无线基础设施应用程序。

此后，黄旭东先生从自组、安全、可控的角度，详细介绍了LoRa网。LoRa 是一种长距离、低功耗的无线射频通信技术，客户可以使用非授权频段架设、安全可控的私有物联网。LoRa 是一个物理层的无线数字通信调制技术，称为扩频连续调频调制技术( Chirp Modulation )。 LoRa 在全球范围持续高速增长，截至 2020 年 7 月，LoRa 的连接节点超过了 1.45 亿个。从 LoRa 联盟的会员数量可以看出从事 LoRa 产品开发的公司数量也在迅速增长。LoRa 联盟现有约 500 个会员，其中许多来自中国，例如阿里巴巴和腾讯。 

LoRa 的组网方式是什么? 

LoRa 只是物理层的一种调制技术，其组网方式可以根据不同的应用和需求而选择不同。实际应用中常见有:点对点、星状、树状、网状、Mesh 等多种组网形式。

如图所示，LoRa 生态在国外主要是运营商使用的 LPWAN 技术LoRaWAN，而国内 LoRa 的主要应用为私有网和专有网，被称之为“长 Wi-Fi”，使用方式和 Wi-Fi 完全相同。对比 Wi-Fi，LoRa 具有工作距离远、功耗低、传输速率低等特点。 

LoRa网络示意图

LoRa 的网络具有灵活性和便利性:按需部署，根据应用需要，规划和部署网络;根据现场环境，针对终端位置，合理部署网关和终端设备。网络的扩展十分简单，根据节点规模的变化，随时对覆盖进行增强或扩展。同时 LoRa 可以独立组网:个人、企业或机构均可部署私有/专有网、企业网或行业网 (免 License 频段)。大多数物联网应用都是区域性的，小规模网络即可解决问题。区域性的局域网络是公网有效且必要的补充。此外，根据工信部的第52号公告，LoRa符合该公告技术要求的微功率短距离无线电设备，不需要去无委会做型号核准。

LoRa 很安全

Semtech中国区销售副总裁黄旭东先生继续从射频物理层、数据传输过程、数据加密方法、应用层等四个方面分析了LoRa的安全性。

从物理层分析，数据的安全性主要体现为该信号的隐蔽性强。隐蔽性强又叫做可检性低(LPI--- Low Probability of Intercept)，即不容易被侦破，对各种窄带通信系统的干扰很小。如图所示，扩频前数据高于噪声基底，其信号非常容易被检测。当信号被扩频后，信号完全在噪声基底之下，无法通过能量强度检测出来。这也是军工、通讯等行业一直使用扩频技术作为通信手段的原因。

扩频技术隐蔽性分析

由于与通信数率相比，扩频信号在相对较宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率很小，信号湮没在噪声里，一般不容易被发现，隐蔽性较好。再者，由于扩频信号具有很低的功率谱密度，它对使用的各种窄带通信系统的干扰很小。在安全性方面 LoRa 技术也继承了扩频技术的优点，一般设备很难侦破和干扰到 LoRa 信号。

从数据传输过程分析，使用公网技术的终端设备的数据先到达基站，再到达移动交换中心，最后到达运营商的云端，之后才将最终的数据转发给客户应用端或客户的云端。不需要先将数据送到运营商云端便可直接发到客户端。私网的 LoRa 数据直接在本地完成采集和计算，数据甚至不会离开这个园区的范围。数据传输越远，中转次数越多，安全风险越高，而采用私网技术数据可以完全存储在本地，数据始终掌握在自己手里。许多政企的网络都是通过内网、外网隔离实现网络安全，如果采用私网可以直接对接原有政企的内网，安全级别非常高。从数据传输过程分析(网络层分析)LoRa 私网/专网具有较高的安全特性。

从数据加密方法分析，移动蜂窝网技术代表的公网为了方便和效率，采用相同的加密方法，因此容易被攻破。因为公网的普遍性，无法针对安全做太多的定制服务，其必须在安全和性能之间做平衡。而私有网络则完全不同，它们可以根据客户的需求武装成为“装甲车”，数据的安全加密算法可以尽其所能，为了安全可以牺牲数据率，也可以牺牲成本，这是公网所完全不具备的。LoRa 技术只是一个物理层的透传技术，用户可以在其网络层链路层架设自己的安全引擎，可以进行最深度的定制，还可以加入硬加密芯片。从数据加密方法分析中可以看到 LoRa 的安全性可以得到有力保证。

从应用层分析，用户可以根据实际的应用需求进行加密，由于 LoRa 在组网上具有很强的灵活性，其应用侧的安全管理手段可以配合网络层及加密算法，实现整个应用的整体安全。

LoRa Edge™实现更智能的物联网地理定位

Semtech中国区市场战略总监甘泉先生紧接着带来了LoRa Edge™的介绍。当前，地理定位是最为强大、发展势头最为迅猛的物联网应用之一。Market Insight Reports报告称：到 2025 年，“带有地理定位功能的物联网”市场的规模预计将从现在的 400 亿美元增长至 740 亿美元。

利用地理定位功能能够有效地跟踪物联网设备，那为什么不为每一台联网设备都搭载和利用地理定位功能呢？这是因为过去实现地理定位功能的传统 GPS 技术成本高昂，其成功部署也面临一些技术难题，同时运行也需要较高的功耗。

此时，利用基于LoRa的物联网解决方案，可以解决以上这些难题。是否有一种解决方案，能够让地理定位技术成为任何类型的联网设备都能够提供的本地服务，并且能自动提供地图上的位置；同时，能让电池续航时间超过现有蜂窝网络解决方案的 10 倍，并且客户仅在需要时才付费使用地理定位服务？这种解决方案就是——LoRa Edge™。

Semtech已推出全新的LoRa Edge™产品组合，这是一个基于LoRa的低功耗平台，可以软件设置定义。LoRa Edge™将为室内和室外资产管理提供广泛的应用组合，其目标应用市场包括工业、楼宇、家居、农业、交通运输和物流等领域。

由于不再需要添加GNSS和Wi-Fi器件，LoRa Edge降低了设备的物料清单（BOM）成本，并显著降低了设计和采购复杂性。通过添加LoRa Cloud地理定位服务，以及提供简单易用且经济高效的到达时间差（TDOA）数据、GNSS和基于Wi-Fi的云位置计算功能，进而大幅减少了设备的功耗需求，并提高了资产管理效率；而LoRa Edge使客户能够进一步管理总拥有成本（TCO），客户仅在需要进行资产定位时才付费。在芯片制造时配置的一流密钥和安全连接添加流程进一步简化了物联网解决方案的开发，恰如其分地满足了客户对安全性的严格要求。