物聯(lián)網(wǎng)巨大的市場(chǎng)潛力吸引了眾多廠商的加入，不過(guò)隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的迅速增加，目前被廣泛使用的無(wú)線連接技術(shù)已經(jīng)不能滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。具備低功耗、長(zhǎng)距離、大量連結(jié)、低成本特點(diǎn)的低功耗廣域網(wǎng)(Low Power Wide Area Network, LPWAN)應(yīng)運(yùn)而生，其中，在LPWAN的眾多技術(shù)中被提及最多的是NB-IoT和LoRa。隨著兩種技術(shù)商用元年的到來(lái)，LoRa這項(xiàng)不被運(yùn)營(yíng)商青睞的技術(shù)真的會(huì)被NB-IoT取代嗎?
LPWAN彌補(bǔ)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)空白 LoRa開(kāi)始商用
IDC預(yù)測(cè)，2020年IoT總連接將達(dá)到300億，市場(chǎng)空間達(dá)到1.7萬(wàn)億美金。面對(duì)數(shù)量如此巨大的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，我們亟需新的無(wú)線連接技術(shù)。
利爾達(dá)科技集團(tuán)RF產(chǎn)品線經(jīng)理徐海在接受記者采訪時(shí)表示，物聯(lián)網(wǎng)需求主要分成工業(yè)類(lèi)和消費(fèi)類(lèi)，我們熟悉的短距離無(wú)線連接技術(shù)藍(lán)牙、Wi-Fi以及遠(yuǎn)距離無(wú)線連接技術(shù)3G、4G已經(jīng)很好的滿足了消費(fèi)類(lèi)的大部分需求，但是這些只是物聯(lián)網(wǎng)需求的冰山一角，當(dāng)前技術(shù)無(wú)法滿足工業(yè)類(lèi)和部分消費(fèi)類(lèi)中關(guān)于超低功耗、超遠(yuǎn)距離、高可靠性的需求。LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)同時(shí)滿足了超低功耗、超遠(yuǎn)距離、高可靠性的三大特點(diǎn)，很好的彌補(bǔ)了當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)最大的技術(shù)空白。
長(zhǎng)期從事無(wú)線通信技術(shù)研究與工程化的天津中科智城網(wǎng)絡(luò)科技有限公司副總經(jīng)理/COO辛東金認(rèn)為，LPWAN是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最重要的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)接入是對(duì)設(shè)備功耗、網(wǎng)絡(luò)覆蓋及成本、節(jié)點(diǎn)成本、數(shù)據(jù)傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)延遲等因素的綜合，“低功耗”是物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線連接中普遍面臨的挑戰(zhàn)，這關(guān)系到設(shè)備的維護(hù)成本及使用壽命，在大部分物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，設(shè)備生命周期通常要5年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。單對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸速率、大部分的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備則是在低功耗模式下，LPWAN則很好的解決了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入的這種場(chǎng)景。
既然LPWAN對(duì)物聯(lián)網(wǎng)意義如此重大，那目前的部署情況如何?2016年全球有85個(gè)LPWAN部署網(wǎng)絡(luò)部署宣布，幾乎是2015年29個(gè)的三倍。分地區(qū)來(lái)看，2015年全球三分之二的LPWAN部署主要集中在西歐和美國(guó)，這些地區(qū)也是眾多LPWAN技術(shù)方案解決商的匯聚之地，但是2016年這個(gè)比例不足三分之一。亞太地區(qū)是上述兩個(gè)地區(qū)外LPWAN迅速發(fā)展的地區(qū)，在2016年新增的部署中占了30%的比例，相比于2015年的4%有大幅提高。
中國(guó)作為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的重要市場(chǎng)，同樣也在積極推動(dòng)LPWAN的部署，其中工作于授權(quán)頻譜的NB-IoT和工作于非授權(quán)頻譜的LoRa最受關(guān)注。NB-IoT技術(shù)在華為以及三大運(yùn)營(yíng)商等廠商的推動(dòng)下發(fā)展迅速，5月15日，中國(guó)聯(lián)通在上海宣布NB-IoT網(wǎng)絡(luò)試商用，中國(guó)電信6月份將完成第一張覆蓋全國(guó)的NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，這標(biāo)志著2017年NB-IoT迎來(lái)了商用元年。
與NB-IoT技術(shù)聚集眾多重量級(jí)的廠商正推動(dòng)其快速發(fā)展不同，LoRa已經(jīng)具有更加成熟的生態(tài)鏈和更快的商用步伐，數(shù)據(jù)顯示，2015年LoRa的接入點(diǎn)不到100萬(wàn)，過(guò)去一年實(shí)現(xiàn)了倍增，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年仍將保持這一勢(shì)頭， 2017年將開(kāi)始一定規(guī)模的商業(yè)化。LoRa聯(lián)盟也吸引了國(guó)內(nèi)包括中科智城網(wǎng)絡(luò)科技有限公司、利爾達(dá)科技集團(tuán)、深圳市中興物聯(lián)科技股份有限公司等廠商的加入。
LoRa物理層技術(shù)創(chuàng)新顯著 商用初期鎖定智慧城市應(yīng)用
從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，LPWAN的技術(shù)中，除了有被認(rèn)為是最具前景的NB-IoT和LoRa，還有SigFox、eMTC、EC-GSM等技術(shù)。辛東金認(rèn)為，現(xiàn)在的LPWAN技術(shù)發(fā)展就像蜂窩通信技術(shù)發(fā)展中時(shí)的大哥大、小靈通時(shí)代，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。LPWAN的發(fā)展也將經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一過(guò)程，這不單是技術(shù)本身問(wèn)題，還有產(chǎn)業(yè)鏈，是否多方共贏，各廠商之間的利益角逐等。
相比傳統(tǒng)調(diào)制技術(shù)，徐海認(rèn)為L(zhǎng)oRa顛覆性的提升了接收靈敏度和抗噪性，大大提升了傳輸距離和可靠性。LoRaWAN協(xié)議是基于LoRa調(diào)制的特點(diǎn)針對(duì)LPWAN而設(shè)計(jì)的一套通信協(xié)議，LoRaWAN協(xié)議具有架構(gòu)簡(jiǎn)單、高容量、速率自適應(yīng)、協(xié)議公開(kāi)等特點(diǎn)，更好地滿足了物聯(lián)網(wǎng)需求，并且正在大面積商用。
如果從技術(shù)角度看LoRa，辛東金介紹說(shuō)：“LPWAN技術(shù)中物理層只有LoRa有巨大的創(chuàng)新，LoRa調(diào)制通信技術(shù)也幾乎到了香農(nóng)定理的極限，而NB-IoT只是把用了多年的OFDM窄帶化。LoRa的優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)在：第一，設(shè)備功耗低，使用LoRa調(diào)制技術(shù)，實(shí)測(cè)接收電流約10mA，休眠電流小于2uA，使用電池供電，LoRaWAN傳感器設(shè)備很容易實(shí)現(xiàn)5年及以上的壽命;第二，具有很高的接收靈敏度，擴(kuò)頻因子SF為12,125KHz載波時(shí)，接收靈敏度小于-140dBm，在各地?zé)o線電委員會(huì)無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)允許的情況下，整體通信鏈路很容易做到157dB或者更高;第三、LoRa網(wǎng)絡(luò)具有最小的基礎(chǔ)設(shè)施成本，其靈活化的布網(wǎng)方式，可以使用多網(wǎng)卡擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)容量，基站及布網(wǎng)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于蜂窩網(wǎng)絡(luò)及NB-IoT網(wǎng)絡(luò);第四，LoRa可工作于非授權(quán)頻段，節(jié)點(diǎn)終端成本低。”
應(yīng)用層面，有研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)LoRa在智慧城市領(lǐng)域的智能燃?xì)獗砗椭悄茈姳韺⑹窃鲩L(zhǎng)最快的部分。辛東金認(rèn)為，隨著智慧城市的全面部署以及城市智能化、感知與互聯(lián)的發(fā)展需求，城市越來(lái)越多的碎片化終端設(shè)備需要低功耗長(zhǎng)距離傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)絡(luò)。以LoRa為代表的低功耗、遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)，打破物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)方面的瓶頸，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)端對(duì)端的成本大幅下降，引爆物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用。在智慧建筑、水務(wù)、農(nóng)業(yè)、物流等各方面都有其重要應(yīng)用場(chǎng)景。
據(jù)徐海介紹：“LoRa已經(jīng)在水氣表、海外電表市場(chǎng)大批量使用，并且還在不斷增長(zhǎng)中，目前像華潤(rùn)、新奧、杭然等燃?xì)夤径坚槍?duì)LoRa制定了私有標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)可能會(huì)結(jié)合LoRaWAN技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)容量更大、施工方便。同時(shí)，LoRa也會(huì)在智慧城市、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域加速部署。”
辛東金介紹，中科智城網(wǎng)絡(luò)與國(guó)內(nèi)某領(lǐng)頭房地產(chǎn)廠商也對(duì)于智能建筑成立聯(lián)合項(xiàng)目組進(jìn)行智能建筑的專門(mén)研究，在消防、停車(chē)、溫濕度采集、照明等方面已經(jīng)形成成熟方案和產(chǎn)品并商用;另外LoRa在智慧農(nóng)業(yè)、抄表、物流意義的重大他們也進(jìn)行了相關(guān)產(chǎn)品的研究，相信LPWAN技術(shù)將是對(duì)各傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)生創(chuàng)造性的改變。
轉(zhuǎn)型的最終目的 -提質(zhì)降本增效
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