LoRa市场与应用

来源：物联网智库 作者：赵小飞 导 读 亚马逊硬件发布会上媒体大多聚焦于十多款智能硬件设备，不过Sidewalk这一技术更值得关注，它的发布隐含着亚马逊进一步扩大智能家居生态圈的意图，而这一意图与业界熟悉的LoRa这一低功耗广域网络技术有密切关系。 本周三，亚马逊在西雅图举行一年一度的硬件大会，会上发布了十多款新产品，涵盖多款支持Alexa语音助手的音箱、门铃、安全监测器、路由器以及智能戒指和智能眼镜穿戴设备，形成了丰富多样的智能硬件设备。不过，除了智能硬件之外，亚马逊还宣布了一项名为 Sidewalk的低功耗远距离无线技术，能够在比 Wi-Fi或蓝牙等无线网络更大的范围控制家庭设备。发布会上，媒体大多聚焦于十多款智能硬件设备，不过笔者认为Sidewalk这一技术更值得关注，它的发布隐含着亚马逊进一步扩大智能家居生态圈的意图，而这一意图与业界熟悉的LoRa这一低功耗广域网络技术有密切关系。 并非重复发明轮子，基于LoRa的创新 亚马逊设备主管 Dave Limp提到，长距离是Sidewalk协议最首要的优点，Sidewalk使用现有的900MHz频谱，最远可以连接到1.6公里以外的设备。不过，这一技术的细节并未公布，因此也引起了一些猜测，甚至是吐槽，比如下图中这位： “LoRa已经做了好多年，有标准化的协议以及大量廉价可用的设备，为什么其他人会用一个在业界未测试的亚马逊专有的产品？”这种说法也有道理，毕竟“重复发明轮子”会让业界碎片化更加严重。 不过，据笔者了解，亚马逊Sidework并非重复发明轮子，这一通讯技术实际上是在LoRa调制技术基础上推出的适用于智能家居和消费级智能硬件中远距离通信的协议，补充了此前用于智能家居和消费级智能硬件通信的WiFi、蓝牙、Zigbee、Zwave等技术的不足。也就是说，Sidewalk其实是借助现有成熟技术，对智能家居和消费级智能硬件通信的一个创新。 由于基于成熟的LoRa物理层技术，亚马逊以及其硬件合作伙伴在硬件开发上可以直接复用现有的LoRa产业生态资源，对于Sidewalk相关产品开发来说也是可以低成本快速实现。因此，亚马逊希望将Sidewalk扩展至其智能硬件产业生态中，并不是一项从头开始做的工作，从某种意义上来说也是借助LoRa现有的产业生态来扩大自身生态。 亚马逊在本次发布会上宣布首款基于Sidewalk的产品“Fetch”宠物狗追踪标签，该标签可以设定电子围栏，狗只要离开指定区域，主人会收到警报，这一设备将在明年推出。相比传统的蓝牙宠物追踪设备只有百米级范围，Sidewalk让人们对自己宠物追踪的范围扩大到1公里以上。 实际上，Fetch并不是亚马逊首款采用LoRa的产品。2018年初，亚马逊以10亿美元收购一家智能家居公司Ring，加快进军智能家居领域的步伐，Ring以智能门铃、安全摄像头和泛光灯而闻名，被收购后Ring的产品开始和亚马逊Alexa语音平台进行整合，多款产品与Echo音箱相连。其中，Ring推出的一款与Echo音箱相连的智能灯就内置LoRa芯片，实现对智能灯的控制。 由于扩大了通讯范围，加上成熟的方案和较低成本，未来亚马逊智能硬件产品有可能内置LoRa芯片，采用Sidewalk协议，让社区、家庭和个人用户实现远距离连接。 双向努力，LoRa产业生态也在积极配合 不仅是像亚马逊这样的智能家居玩家们积极探索新的通信方式的创新，LoRa产业生态的主流厂商也积极配合，针对规模化的场景专门设计底层技术和产品来支撑应用侧的快速落地。 众所周知，LoRa是一种线性调频扩频调制技术，可以在较低功耗的基础上增加通信距离，Semtech这家公司将LoRa技术封装至射频芯片中，为硬件厂商的产品开发提供支持。而基于LoRa物理层的技术，厂商可以针对不同的物联网场景设计具体规范。 其中LoRaWAN作为物联网通信领域重要的标准，在过去几年中得到大范围推广，全球大量物联网网络运营商采用LoRaWAN部署广域网络，包括全国性公共网络、城域网和行业专网。不过LoRaWAN作为一个广域网络部署的规范，更多定义和考虑到低功耗设备通用性通信和大范围网络部署的问题，针对一些具体场景不一定能够做到快速支持。 举例来说，智能家居领域中有不少控制的场景，包括对门锁、灯等设备开启关闭的控制，对于时延有一定的要求，此时若还是采用标准的LoRaWAN规范，势必造成用户体验不佳。目前很多厂商针对具体场景设计MAC层的规范，提升用户体验。国内LoRa生态的多个玩家如CLAA、阿里云IoT等厂商针对一些规模化应用场景，设计合适的通信协议。 当然，底层芯片也在探索针对应用场景的产品。今年7月底，Semtech在深圳宣布推出全新的LoRa智能家居器件LLCC68d，其意图是将LoRa的市场应用范围从To B的行业应用扩展到To C的智能家居、智慧社区和消费者应用。 与传统的SX1278/6相比，LLCC68d这款芯片针对家居、社区和消费类场景的特点，可满足诸如智能锁和照明等低延迟智能家居应用，可以与现有的LoRaWAN网络兼容。当然，LLCC68d还可以支持专有通信协议，这给大量智能家居厂商更多创新机会。 笔者猜测，目前Sidewalk协议是与LLCC68d芯片相对应的，即采用亚马逊Sidewalk协议的智能硬件会选择LLCC68d芯片来实现远距离通信。智能家居作为物联网领域一个规模化的应用场景，在未来几年中会形成千亿美元的市场，随着智能家居产品出货量的增加，Sidewalk及其在家居场景中类似的通讯协议会让LoRa生态在智能家居中实现广泛布局。 从室内走向室外，智能家居生态圈版图扩大 在笔者看来，亚马逊推出Sidewalk技术具有重大意义，这正是其扩大智能家居生态版图的重要一步，因为Sidewalk的低功耗和长距离特征，让亚马逊智能家居产品可以走出家门，进而可以推出各类室外产品，占据社区和个人消费市场。 正如亚马逊在发布会上所说，在Sidewalk的配合下，用户在屋内就可以用Echo音箱启用人行道上的气象站了解外面的降雨情况，在房间里开启花园中的浇水传感器，甚至启动邮箱内传感器，了解邮件是否已送达。传统WiFi、蓝牙、Zigbee等协议在通信距离上无法支持设备从室内走向室外，而在Sidewalk加持下，未来亚马逊可以持续推出社区和个人穿戴等室外场景的产品。 过去多年中，作为电商和云计算巨头，亚马逊推出的多款具有性价比的硬件产品在业界形成非常广泛的影响，典型的代表是Kindle和Echo智能音箱。前者是亚马逊的图书、音乐、视频等数字内容的入口，扩大其数字内容的销售；后者是其Alexa智能语音助手的入口，增加其AI、云计算、数字内容和电商的粘性。 目前，亚马逊的智能硬件在市场上已占有优势地位，尤其是智能音箱占据美国市场第一的位置，Echo占据智能音箱的市场份额高达70%左右。借助智能音箱的成功，亚马逊持续扩大智能硬件品类数量，不断占据家庭和个人消费市场，获取更多用户和数据，进而扩大其产业生态影响力。 Alexa智能语音助手已经是亚马逊硬件生态的核心，亚马逊已向第三方厂商开放Alexa，扩展硬件生态边界。而Sidewalk也可以认为是扩大硬件品类和边界的另一核心武器，除了亚马逊自己的智能家居产品外，亚马逊也鼓励更多智能家居厂商采用Sidewalk技术，从而形成更广泛的智能家居生态。当然，随着Sidewalk的推广，LoRa在智能家居生态中的布局也进一步扩展。 亚马逊设备主管 Dave Limp也提到了4G/5G技术，但其认为蜂窝网络造价高昂，组网复杂，并不一定适合智能家居的需求。在笔者看来，亚马逊推动Sidewalk技术，不仅仅因为蜂窝网络的这些特征，还在于蜂窝网络需要依赖运营商，自身无法对其产生影响，而自有通信技术更利于自身在产业生态的影响力。 当然，要达到1公里以上的通信距离，采用Sidewalk技术的硬件需要连接到基站或网关上，而基站和网关的部署就比较重要。在对外的新闻稿中，亚马逊提到已经向洛杉矶的很多家庭发放了700个测试设备，在短短的三周内，它就覆盖了人口稠密的洛杉矶区域。 笔者预计，这700个测试设备大部分应该是支持Sidewalk规范的LoRa网关。由于LoRa通信距离较广，通过给家庭发放LoRa网关，可以通过此类“众包”的方式实现网络的快速部署，覆盖主要人口聚居区，从而做到对各类智能家居产品联网的支持。 LoRa网关的成本较低，今年年初，在荷兰举行的一场LoRa大会上，LoRa开发者社区TTN曾经发布了一款69美元的LoRaWAN网关，可见LoRaWAN网关可以做到较低成本。而作为私有协议的网关，其成本或许可以做到低于LoRaWAN网关的水平，对于其在智能家居领域的推广具有较好的基础。 不过，若基于Sidewalk智能家居产品全面商用，面对的是全美国所有区域的客户，彼时如何实现每个购买亚马逊智能硬件产品的用户都有网络覆盖？是购买硬件的用户搭售网关，还是专门通过其他方式去部署？这或许是未来Sidewalk商用推广中需要去解决的一个重要问题。 亚马逊通过Alexa语音助手和Echo实现在智能音箱领域的先发优势，进而带动其智能家居生态的发展，而随着谷歌、苹果等竞争对手的发力，这一先发优势正在逐渐削弱。借助Sidewalk扩大智能家居品类版图、扩大硬件生态或许成为亚马逊另一先发优势的武器，若这一技术能够为其智能家居生态带来领先优势，未来不排除其他智能家居巨头也会推出低功耗广域通信技术来扩大自身的版图，打造自身生态。届时，LoRa或许再次悄然地进入其他智能家居玩家的生态中。 当聚光灯更多集中在亚马逊发布的那十几款硬件时，低调发布的Sidewalk这一技术或许才是对亚马逊智能家居战略和生态具有更深远影响。 Read more.