萬物互聯這局棋,LoRa走到哪一步了?

2005年信息社會世界峯會上,國際電信聯盟正式提出“物聯網”這一概念,顛覆將物理基礎設施與IT基礎設施割裂開來的傳統思維,被稱之為繼計算機、互聯網之後,世界信息產業的第三次浪潮。

細分物聯網發展階段,可以分為大規模建立物聯網連接、設備連接入網產生海量數據、對數據進行智能分析等階段。雖然在物聯網的佈局過程中,不同階段各有側重,但在實際發展過程中卻是齊驅並進,尤其是物聯網連接技術眾多,各類無線技術更是在加速佈局各自的網絡,爭奪版圖。

除了蜂窩網絡、Wi-Fi、藍牙、ZigBee等主流無線技術外,近幾年興起的LoRa技術憑藉自身優勢進軍智能樓宇和智慧城市,並計劃佔領更多的物聯網市場。據統計,截至2020年1月,全球已部署80多萬個基於LoRa的網關,遍佈157個國家和地區,基於LoRa的終端節點超過1.45億個。預計到2023年,全球43%的LPWAN物聯網解決方案將基於LoRa。

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發展迅猛的LoRa究竟強在哪裏?

發展如此迅猛的LoRa技術,相比於其他無線技術有哪些優勢?

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在2020 LoRa創新應用論壇期間, Semtech公司市場戰略總監甘泉接受採訪時表示,“相比Wi-Fi和藍牙,LoRa技術具有更強的抗干擾能力,支持更遠的傳輸距離。 Wi-Fi和藍牙的工作頻率都是2.4GHz,如果兩個距離相近的Wi-Fi同時開啓,就會產生非常明顯的信道干擾,在多設備同時開啓且使用頻繁的情況下,就會出現大量掉線的問題。LoRa不工作在2.4GHz,同時抗干擾能力強,有較強的抗干擾性。另外,LoRa覆蓋範圍廣且穩定性強,傳播距離上有一定優勢。”

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除此之外,在與同屬低功耗廣域網(LPWAN)的NB-IoT相比,LoRa的優勢主要表現在以下三個方面:

·自組網

LoRa在一些國家由運營商建網,在國內更多的是面向企業的私網或專網,這也就意味着,國內佈局LoRa網絡的企業,可以根據自家應用的需要,規劃和部署網絡,可以根據現場環境的需要,針對終端位置合理部署基站。

與屬於運營商網絡的NB-IoT不同,LoRa可以獨立組網,個人、企業或機構均可部署私有網、專有網、企業網或行業網企業,無論是擴展網絡還是增強覆蓋,都更加靈活和便利。

另外,根據工信部的第52號公告,LoRa網符合該公告技術要求的微功率短距離無線電設備,不需要去無委會做型號核准。

·安全性

一般而言,分析一個數據是否安全,可以從射頻物理層、數據傳輸過程、安全加密算法和應用層四個方面進行分析。

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從物理層看,數據的安全性主要體現在信號隱蔽性的強弱,隱蔽性越強,可檢測性越低,越不容易被偵破,對各種窄帶通信系統干擾小。為保障數據安全,軍工、通信行業常採用擴頻技術作為通信手段,即對高於基底噪聲、容易被檢測的信號進行擴頻,使其處於噪聲基底之下,被噪聲淹沒,便無法再通過能量強度檢測出來。

Semtech公司中國區業務副總裁黃旭東表示,在所有的物聯網通信技術中,LoRa技術可以在噪聲下20dB調解,而其他物聯網通信技術必須高於噪聲一定強度才能實現調解。這就意味着,LoRa技術繼承了擴頻技術的優點,具有較好的隱蔽性和抗干擾能力。

從數據傳輸方面而言,使用公網技術,數據傳輸需要經過基站、移動交換中心、運營商的雲端,最終到達客户應用端或客户雲端。數據傳輸越遠,中轉次數越多,風險就越大。採用LoRa技術的企業,可以直接將數據存儲在本地,因此傳輸過程中安全級別較高。

此外,私網區別於公網,數據加密算法選擇性更多,LoRa技術作為物理層的透傳技術,用户可以在其網絡層鏈路層架設自己的安全引擎,進行深度定製或加入硬加密芯片,也可以根據實際應用需求進行加密,提高安全性

·可控性

“當企業能夠自己建網、自己維護、自己管理成本,那麼它就是可控的。”甘泉解釋道。黃旭東則表示,LoRa的可控性體現在方方面面,包括網絡覆蓋範圍、功耗、使用壽命、成本以及產品供應,都是可控的。

建立連接後,LoRa進擊地理定位

大規模建立連接之後,下一步就是設備入網。這就需要給大多數物聯網設備安上定位裝置,通過定位裝置蒐集信息,上傳到雲端,雲端接收信息再反饋給終端設備。客户可以基於物理定位技術跟蹤和追溯資產,例如集裝箱、車輛、托盤等。

Cisco預計在未來的十年裏,隨着各機構不斷轉向更側重於物聯網的業務戰略,全球將有5000億台設備連接到互聯網,其中大多數物聯網設備無論是在安裝時,還是在整個資產生命週期內都需要某種形式的定位功能。

不過,目前廣泛應用的定位技術面臨諸多難題,包括GPS定位、Wi-Fi定位在內的技術BOM(物料清單)價格昂貴、組件和供應商過多,導致總擁有成本過高,此外GPS解決方案功耗過大,比較耗電。

基於LoRa,Semtech不斷推出可簡化和加速低功耗廣域網(LPWAN)應用開發的物聯網解決方案,繼推出使用時間差(Time Difference of Arrival,TDOA)實現地理定位的芯片和LoRa Cloud地理定位服務後,最近又推出包括自帶WiFi被動掃描信號模塊和多星座GNSS掃描儀模塊的地理定位芯片LR1110器件在內的LoRa Edge產品組合,為室內室外資產管理提供一套經濟高效的地理定位解決方案。

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雷鋒網瞭解到,LoRa Edge是一款適用於各種室內室外應用的高度集成芯片組。其設備到雲的定位架構可降低功耗,相比於現有解決方案,功耗降低高達10倍。此外,LoRa靈活度高,可以通過MCU控制實現多項功能,包括僅僅作為普通LoRa芯片、僅僅作為Wi-Fi或GNSS定位芯片或多項技術配合組合。

瞄準低功耗市場,加速佈局生態

據數據顯示,LoRa聯盟現有包括阿里雲、騰訊雲在內全球大約500 個會員,在中國也有較為成熟的生態系統,有着低功耗定位優勢的LoRa,將進一步迎來低功耗市場的機遇,同GPS和Wi-Fi定位爭奪市場,例如車載和物流領域,建立更廣闊更完善的生態系統。

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甘泉表示,LoRa在中國市場的應用,從早期的水錶、氣表、電錶、消防、安防,發展到如今的智能家居、智慧樓宇或小區、車聯網、農牧業。還有未來的物流、冷鏈,可見需求場景將越來越多、功能也越來越豐富,功耗必定越來越低,這對於Semtech來説,是一個不可缺席的關鍵市場。

小米生態鏈中的綠米科技,以往主要使用Zigbee、Wi-Fi等技術,隨着低成本、低功耗的需求日益凸顯,也與Semtech共同研發出首款室內LoRa網關。

作為 LoRa技術的主導者之一,Semtech表示希望同合作伙伴進一步共同建立LoRa生態圈,推動LoRa的落地與推廣。

你看好LoRa的發展嗎?

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