LoRa是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。目前,LoRa主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 MHz等。

经过几年的推进,LoRa已成为当前最为普遍应用的物联网专用网络通信技术。从很大程度上来说,LoRa在全球物联网领域的普及与LoRa联盟的成立和成功运营分不开,通过广泛联合运营商、设备商、软件厂商、终端厂商、应用厂商等产业链上下游企业,形成源于LoRaWAN的物联网标准规范并大范围推广,这也是物联网时代生态系统重要性的体现。LoRa所面对的不是单一的产品,而是一个系统,只有通过生态系统的协作,才能提供端到端的解决方案,也正是由于LoRa技术和运营的这种开放性和灵活性,在市场应用上形成了各种各样生机勃勃的业务模式。

LPWA物联网应用站通过本栏目为您整理和收集的LoRa最新市场与商业应用信息,帮助您了解LoRa物联网市场行业动态,分析行业方向与前景,传播企业品牌方案和实际客户需求,也帮助LPWA从业者把握这些市场机会。

NB-IoT和LoRa网络以什么形态运营?
中国作为物联网终端数和应用规模最大的市场,成为各类低功耗广域网络(LPWAN)玩家开疆拓土的重要战场。虽然由于政策和商业模式的限制,LPWAN领域明星公司Sigfox暂时无法进入中国,但NB-IoT、LoRa等技术已经在国内落地生根,围绕各技术的规模化产业生态系统雏形已经形成。当然,大规模的商用还需要基于LPWAN技术的网络大规模部署和运营。不过,在笔者看来,由于物联网终端和应用需求的差异化,未来的LPWAN网络并非是单一的形态,而是会形成多种形态的网络部署和运营,我们不妨从用户终端的需求角度,来考察一下未来对LPWAN网络的需求部。 由于低功耗广域网络是专用于物与物连接的网络,其网络的“话务模型”与传统2G/3G/4G人与人通信的广域差别很大,网络的部署要充分考虑到接入终端的特点。用户所拥有的各类物联网终端的特点非常丰富且具有高度个性化,为了方便分析,我们可以抽象出一些通用的特征,其中,用户需要接入网络的终端数量和其终端分布的范围就可以用少数几个特征值来描述。将用户终端数量和终端分布范围以矩阵的形式组合在一起,就形成了四类终端的特征,针对每一类特征,有相对应的LPWAN网络部署和运营方式,如下图所示: 具体来说,根据用户需要接入的终端量级和终端分布范围,可以大致分为四种类型,可以有不同的网络部署及运营方式适合各种类型的终端特征: 1、大批量终端且分布广泛 国民经济中不少行业自身业务是面向整个城市、全国甚至全球,其生产经营过程有大量设备,产品也是批量化的。举例来说,消费电子产品行业的企业每年出货量很大,且销售到全国甚至全球各地,若该产品是以智能硬件形式提供,对于一些仅需小批量、低频率数据传输的设备来说,随时随地的网络接入尤其重要,因此通过一张运营商提供的无缝覆盖、自动接入的网络是最为便利的。如定位手环、便携医疗设备、玩具等可以通过各地运营商部署的网络,直接将终端数据传送至专门的云平台实现应用。 此类终端所使用的LPWAN网络是城市、全国甚至跨国覆盖的运营商级的网络,运营商级网络解决了此前对功耗要求极高的海量、广分布终端无法实现数据直达云端的痛点,早在2015年11月时,笔者在《蓝牙要抢Zigbee的地盘?其实它们还有一个更强劲的对手是低功耗广域网络》中对此进行了详细分析。 2、少量终端且分布广泛 此类终端的特征也广泛存在于多个行业中,有些是设备本身体量大、价格高,所以数量级一般较小;有些是少量分布的终端数据非常重要,且通过远传可以大大节省人力。前者如大型机械设备、装备制造设备等(有些大型设备由于有持续电源供电,可能使用高带宽蜂窝网络),它们本身数量并不多,但分布在全国甚至全球各地,这些设备并不一定位于固定位置,用户无法在其所有位置部署自有的网络;后者如气象、环保等分布在很多人迹罕至的地域,虽然理论上可以通过自建接入网络实现数据采集监测,但由于终端量级相对较小,专门的网络建设成本太大。 在这些情况下,使用统一的运营商级LPWAN网络是优先选择。运营商级网络的无缝覆盖特点,让同一设备处于不同位置时依然可以有效地进行数据交互,而且运营商级网络面向的是所有行业和所有个人用户,更适合小批量终端低成本接入。 3、大批量终端但分布相对集中 在这里所说的用户终端分布范围较小、终端较为集中是一个相对的概念,相对于WiFi、蓝牙、Zigbee等局域网络来说,这些终端分布范围超出其传输距离。一般来说,具有这一特征的终端都在处于城市范围内,有公共设备的管理,也有企业、行业自有设备的管理,典型的包括大型仓储、市政设备、企业各类资产等。 在这样的情况下,用户可以选择通过全网覆盖的运营商级网络接入。当然,一些行业或企业如能源、公用事业、铁路、民航、交通等出于安全、可控、专用的考虑,也可以自建LPWAN专网,形成企业级/行业级的广域网络。举例来说,城市井盖、路灯、管道等终端虽然有一定分散性,但主要集中在城市道路上,公用事业部门可以通过道路覆盖的形式部署一张行业专网。 4、少量终端且分布相对集中 物联网行业应用碎片化的典型特征,让各行业存在大量长尾的设备,占据未来非常广泛的物联网应用领域。往往存在大量这样的情况:中小企业认识到物联网对于他们具有重要意义,但只拥有少量需要联网的终端且分布比较集中,而且这些终端对网络的需求可能是多样化的,局域、广域、宽带、窄带需求都有,但都是少量的。 此时,自建网络意义不大,企业可以通过接入运营商级广域网络,将运营商网络作为通道,仅需支付月度/年度流量和服务费即可低成本实现连接。当然,目前也有不少物联网企业为用户提供一些点对点通信的方式,快速实现小批量终端的连接。 总体来说,本文主要从用户角度来考察对低功耗广域网络的需求。从用户所拥有的终端特征分类来看,不论终端量级,还是分布范围,运营商级低功耗广域网络由于需要实现无缝覆盖和随时随地接入,具有更广阔的应用范围。当然,仅仅运营商级网络,无法穷尽所有低功耗、广域物联网终端的需求,企业/行业级网络也有很多应用范围。一般认为,在国内环境下,NB-IoT获得电信运营商的支持,会成为未来运营商级低功耗广域网络的主力,LoRa成为企业和行业级低功耗广域网络的主力。不过,在所有参与企业的创新运作下,实际上运营商级低功耗广域网络已突破仅仅电信运营商的范畴,也形成了多种部署和运营形态,下周笔者将对低功耗广域网络部署和运营形态进行分析。 Read more.
北斗牵手LPWAN将带来哪些改变?
低功耗广域网络(Low Power Wide Area Network, LPWAN)的出现成为满足物联网远距离和大数量无线通信的关键性技术。与当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信不同,LPWAN 技术是一种革命性的物联网接入技术,具有远距离、低功耗、低运维成本、大接入量等特点,与现有的WiFi、蓝牙、ZigBee 等短距离无线通信技术和3G、4G、5G 等蜂窝网络远距无线通信技术相比,LPWAN 真正实现了大区域物联网的低成本和全覆盖。LPWAN 的数据传输距离,在复杂的城市环境中达到3km 以上,空旷地域高达15km 以上,穿透性较强,很多恶劣环境下也能保证信号的稳定;它还支持窄带数据传输,网络通信成本极低;此外, 由于低数据传输速率,基于LPWAN 的设备功耗极低,一个普通电池便可支撑数年甚至十多年之久。虽然3G、4G 蜂窝网络的快速部署和5G 的研发在一定程度上推进了物联网的落地,但是当前移动蜂窝网络的承载能力并不足以支撑物与物的连接,最终实现物联网的将是LPWAN。由于物联网碎片化需求的典型特征,一张广域覆盖的LPWAN 网络可以实现不同行业、不同用户随时随地的设备接入,成为单个用户、行业应用乃至智慧城市发展的重要基础设施。 北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行,并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。北斗导航系统从最初的设计开始, 就实现了导航通信的一体化,而这正是北斗系统的后发优势所在。北斗系统的主任务是卫星导航, 提供定位、测速、单双向授时的服务,同时还具备短报文的通信功能。从技术特性上看,短报文已经属于卫星通信业务。北斗系统的短报文通信功能,使用的频率包括S 频段(2491.75±4.08)MHz和L频段(1615.68±4.08)MHz。北斗系统短报文通信具有用户机与用户机、用户机与地面控制中心之间双向数字报文通信功能,一般的用户机一次可传输36 个汉字或72 个字节,申请核准的用户可以一次传送120 个汉字或240 个字节。短报文不仅可进行点对点的双向通信,而且可进行一点对多点的广播传输,为各种平台应用提供了极大便利。 短报文通信作为北斗的特色优势,从目前来看尚未得到充分的挖掘和运用,不论在海洋、渔业领域的短消息应用还是应急通信领域中的应用, 均是基于传统的信息通信模式,尚无颠覆性的技术和模式能够发挥北斗短报文通信所具有的特殊优势。在物联网如火如荼的发展中,LPWAN 技术的发展为北斗应用的发展带来了前所未有的机遇。LPWAN 传输的信息均为传输量少且通信频率不高的数据,完全符合北斗短报文通信的要求。只需要在LPWAN 技术中进行简单的改造,即可实现基于星基的LPWAN 技术,从而解决在特定场景中LPWAN 网络数据从网关传输到广域网困难的问题,使得分布广泛且连接形式多样、数量众多的终端设备,可以在缺少主干通信网络的情况下接入广域网,进而形成物联网服务。具体而言,在一般的LPWAN 网关中加入北斗短报文模块即可实现这一功能。物联网中各终端设备产生的数据,通过LPWAN 进入网关,由处理器对数据进行处理后,向北斗短报文模块发送数据,最后由北斗短报文模块将其发出。 星基LPWAN 网关结构图 LPWAN 的网络运营商可以通过星基LPWAN 技术解决特定场景下与主干通信网络难以连接的问题,从而大大提高了LPWAN 的连接效率,这不仅对LPWAN 技术的发展有着革命性的推动,同时也对北斗的应用有极大的促进作用,将对北斗RDSS 的应用产生颠覆性影响。原有的北斗短报文应用模式要求每个终端都配备一个北斗RDSS 的模块,较高的花费、高耗电量等问题严重的限制了北斗短报文通信功能的应用。在应用终端加入了LPWAN 技术后,可以在5~40km 的范围内布设LPWAN 网络,然后在LPWAN 网络的网关内加入北斗RDSS 终端,由北斗终端进行收集、编辑和传输,不仅解决了物联网信息传输的问题,同时也有效地推动了北斗短报文的广泛应用。LPWAN 与北斗的结合,拓展了北斗短报文通信功能在新领域的应用,北斗系统可以为数据传输量小且传输频率低的终端系统提供服务,星基LPWAN 技术的创新服务应用,将成为北斗产业发展新的增长点。 Read more.
Lora五大典型应用 – 中国LoRa网络部署全面起跑
Lora应用 随着智慧城市的全面部署以及城市智能化、感知与互联的发展需求,城市越来越多的碎片化终端设备需要低功耗长距离传输的接入网络。以LoRa为代表的低功耗、远距离网络技术的出现,有机会打破物联网在互联方面的瓶颈,促进物联网端对端的成本大幅下降,引爆物联网的大规模应用。 Lora典型应用: 智能建筑 对于建筑的改造,加入温湿度、安全、有害气体、水流监测等传感器并且定时的将监测的信息上传,方便了管理者的监管同时更方便了用户。通常来说这些传感器的通信不需要特别频繁或者保证特别好的服务质量,同时便携式的家庭式网关便可以满足需要。所以该场景LoRa是比较合适的选择。 智慧水务 智慧水务通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态,并采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施,形成“城市水务物联网”,并可将海量水务信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,从而达到“智慧”的状态。 智慧农业 对农业来说,低功耗低成本的传感器是迫切需要的。温湿度、二氧化碳、盐碱度等传感器的应用对于农业提高产量、减少水资源的消耗等有重要的意义,这些传感器需要定期地上传数据。LoRa十分适用于这样的场景。 智慧油田 智慧油田利用各种在线的、实时测量的感知设备,诸如安装在油气水井、管道、油气处理、加工、储运设备上的各种仪表等信息传感设备,按约定的协议连接到企业网或者互联网,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物流追踪 追踪或者定位市场的一个重要的需求就是终端的电池使用寿命。物流追踪可以作为混合型部署的实际案例。物流企业可以根据定位的需要在需要场所部网,可以是仓库或者运输车辆上,这时便携式的基站便派上了用场。LoRa可以提供这样的部署方案,同时LoRa有一个特点,在高速移动时通信相对更稳定。LoRa更适合于物流追踪。 国外加速部署LoRa网络 目前LoRa网络已经在世界多地进行试点或部署,截至目前最新公布的数据,已经有17个国家公开宣布建网计划,120多个城市地区有正在运行的LoRa网络,如美国、法国、德国、澳大利亚、印度等等国家,荷兰、瑞士、韩国等更是部署或计划部署覆盖全国的LoRa网络。 Orange、KPN、SK、TATA、软银、Senet、Comcast等各国主流电信运营商已选择LoRa来建设物联网专用网络,形成源于LoRaWAN的物联网标准规范并大范围推广。 美国网络运营商Senet已经在美国110个城市超过125000平方公里的面积搭建了LoRa试验网络,其中包括了旧金山、波士顿、圣荷西等大型城市,同时计划2017年在另外10个大型城市部署相关网络和服务,包括纽约、洛杉矶、华盛顿、芝加哥、费城、达拉斯、西雅图、圣地亚哥、亚特兰大和丹佛,这将使得LoRa在美国覆盖23个州的225个城市,覆盖人口达到5千万。 美国Comcast公司计划在旧金山和费城两个智慧城市的试点,与Semtech公司合作部署LoRa网络,提供B2B的应用。在这两个城市试点成功基础上,Comcast和Semtech计划2年内在美国28个城市部署LoRa网络。 由英国政府支持的Digital Catapult组织将在伦敦建设LoRa网络,这个网络将免费提供给中小企业使用;Digital Catapult将和BT(英国电信)合作在伦敦一些区域(主要是大学园区)去建设50个LoRa基站。 韩国SK通信与540个合作公司一起部署的LoRa应用服务大概有50项,其中现在主推的是与韩国农村社区公司合作的农业相关水位测量的项目,还有包括单车追踪系统和定位监视方案,贸易区分析方案,智能路灯控制方案等。 软银和Actility合作布建LoRa网路,以广泛支持在日本的各种应用,包括年长者照护追踪、隧道状况监控、水表自动化等领域。 CENSIS宣称扩大其LoRa网络在苏格兰区域的部署,在Glasgow和Inverness外,新增Aberdeen,Dundee,Paisley和Orkney4个城市的部署。 比利时最大的电信运营商Proximus公司,2016年部署的LoRa网络将覆盖比利时和卢森堡全境。 此外,法国电信Orange在2016年初在法国建网;荷兰皇家电信KPN宣布将在新西兰建网,在2016年达到50%覆盖率;印度Tata宣布将在Mumbai和 Delhi建网;Telstra宣布将在墨尔本试点;南非广播数据网公司Comsol宣称启动LoRa网络建设。 国内LoRa网络起跑 2016年是中国物联网大发展的一年,是中国LoRa应用联盟具有里程碑意义的开端,也是让中国LoRa应用蓬勃发展和进步的重要一年。 中国LoRa应用联盟(CLAA)从今年1月份成立以来已发展到240多家会员,除了与网络相关的芯片、设备、平台、天线、电源、安全等相关厂商外,更为重要的是大量在国内外表计、农业、市政、园区、工业、能源等行业有多年智能化经验的应用厂商,通过下游丰富应用来带动LoRa产业的繁荣。 中国LoRa应用联盟(CLAA)是由中兴通讯发起合作共建,各行业应用创新主体广泛参与的技术联盟,是一个跨行业、跨部门的全国性组织。其会员由国内外各类企事业单位和专业社团组成,旨在加强产业链厂家合作,构建LoRa应用生态圈。联盟的宗旨是推动LoRa产业链在中国的发展和应用,建设多业务共享的可运营的LoRa物联网。 中国LoRa应用联盟(CLAA)作为中国运营级LoRa网络的主导者、中国LoRa应用生态圈的建设者,将推动LoRa技术在各行业的创新应用,制定统一的LoRa应用规范,打造中国LoRa应用的技术交流平台、方案验证平台、市场合作平台、资源对接平台和创新孵化平台。 CLAA网络推行开放的闭环、共享共建的运营模式,使CLAA联盟成员都是网络的建设者、运营者、使用者和应用开发者。通过CLAA网络的运营,让物联网真正走入民众的生产、生活。通过廉价、灵活的物联网部署,结合云数据平台实现泛感知。物联网信息可以被广泛获取,且被智能有序的管理,让全民共享物联网数据的价值。大中小型客户及合作伙伴都能从CLAA网络的应用和运营中获得收益,网络部署规模越大、承载的应用越多,收益越大。 中兴通讯为CLAA提供专业级、高可靠的网关和云化核心网,与合作伙伴的芯片、模组、终端一起构建一张可运营的全国性网络。此外,最新推出的LoRa定位技术、无线解析、安全认证、天线、电池等与网络配套的成熟技术,让这张可运营的物联网网络成为可能。 国内从事LoRa模块和方案开发的厂商并不少,有洲斯物联、思创汇连、普天通达、八月科技、NPLink、门思科技、利尔达、通感微电子、上海雍敏、武汉拓宝、博大光通、唯传科技、三凡信息等公司。 作为全球首创采用 LoRa 技术的智能家居平台,金廷科技不久前发布了一系列YoSmart品牌产品,包括智能中心、智能温控器、智能插座和自动浇灌控制器。 Read more.
中国LoRa物联网产业运营联盟成立
鹏博士和Semtech共同倡导发起的中国LoRa物联网产业运营联盟今日在京举行成立大会,标志着鹏博士的物联网建设战略全面开启。   中国LoRa物联网产业运营联盟正式揭牌成立,意味着LoRa这一LPWAN(低功耗广域网)技术在国内将进入到大规模商用部署阶段,也意味着我国将成为全球最大规模的LoRa商用市场。鹏博士、Semtech、中科智城、中兴通讯、诺基亚上海贝尔、云帝斯等十多家企业成为首批联盟成员。 据介绍,相比其他技术,LoRa成本低、功耗低,技术成熟,尤其是其产业链最为完善,商用案例也更加丰富。但LoRa在中国发展却缓慢,虽然LoRa模块目前已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业,但由于缺乏基础网络支撑,产业生态无法形成闭环。 全球知名咨询公司Gartner预计,2016年全球物联网联接数将同比增长30%达到64亿个,到2020年全球物联网支出将达到1.7万亿美元。在国内,根据中国科学院物联网研究发展中心的预计,2016年国内物联网行业整体收入将超过一万亿元。 此次,鹏博士提出开放共赢构建LoRa家庭物联网生态的理念,在网络已覆盖的200余座城市部署LoRa网络,基于物联网等接入网能力将应用提供商服务提供给家庭用户,打造家庭全连接网络,实现产业闭环。 Read more.
高雄试点全台首例LoRa路边智慧停车示范项目
资策会产推处携手与高雄市交通局合作,即日起于高雄市民权路路段施行全台首例“低功耗广域网路异质联网户外智慧停车导引示范应用”(右),左图为智慧行车感测器示意(左)。 【资策会12月5日讯】 资策会产推处携手与高雄市交通局合作,即日起于高雄市民权路路段施行全台首例“低功耗广域网路异质联网户外智慧停车导引示范应用”。 驾驶私家车每天约耗费17分钟在工作场所及居家附近寻找停车位,除了浪费时间、燃油成本,引擎所排放的废气更造成空气污染。目前全台各县市路边停车格粗估至少20万格以上,但各县市政府普遍无法实时监测路边停车格使用状况,未能有效进行停车导引,造成路边停车格的利用率不均。 在台湾经济部工业局指导下,资策会产业推动与服务处(产推处)及高雄市政府交通局共同推动全台首例低功耗广域网(LoRa, Long Range Wide Area Network)异质联网户外智能停车导引示范应用,系统整合高雄市部分路边停车格,着手布建车辆感测装置并进行测试,未来将可提供市民便捷的户外停车导引信息服务。 物联网Internet of Things(IoT)是近年来最热门的科技话题;根据Gartner推估,2020年IoT装置将成长至250亿部;而运用低功耗、长距离传输、低建置成本的低功耗广域网(Low-Power Wide Area Network, LPWAN)技术,发展智慧家庭及智慧城市创新应用服务,是加速物联网产业发展的关键,麦肯锡更预估2025年全球LPWAN相关应用产值可高达11.1兆美元。 资策会产推处此次主导推动的示范应用案例,即采用LoRaWAN低功耗广域网,再结合异质联网通讯技术优势,将智能家庭及智慧城市无缝串连。未来民众在家即可利用手持装置,查询路边停车格的实时利用信息,更缩短驾驶人寻找车位时间,节省燃油、减少碳排放。而透过此创新应用服务,更可使原本用途单纯的路边停车格摇身一变,成为带动地方商业繁荣的利器。本案未来计划导入资策会技术研发能量,藉由系统收集的各类数据,并透过巨量资料分析,提供高雄市政府作为发展车流监测、车辆导引等重要智慧城市交通应用依据。 高雄市明年将举办2017生态交通全球盛典(EcoMobility World Festival 2017),其目的是推动低碳、节能、生态交通型态,交通局停管中心许代理主任指出。大数据是智能交通核心,而智慧交通是发展智慧城市的重要基石。若透过智能停车系统辅助市政交通规划,将使高雄市成为全台首屈一指的智慧生态交通城!资策会产推处长柯献堂表示,本示范应用结合LoRa低功耗广域网及异质联网技术,并运用创新服务串联智慧家庭及智慧城市,将加速带动全台智慧家庭、物联网及相关资通讯产业发展。 此示范应用亦将在12月7日至8日亚洲购物中心协会举办之年度会员大会,于资策会产推处办理之“智慧消费行动科技应用展馆”中具体呈现。 Read more.
谁才是LPWAN之王?NB-IoT和LoRa的产业链对比
伴随着物联网的兴起,低功耗广域网络(LPWAN)应运而生,NB-IoT、LoRa、Sigfox以及RPMA等都是里面的佼佼者,其中,NB-IoT和LoRa的发展更加惹人注目。相比于NB-IoT在中国的火爆程度,LoRa却有些低调。 目前从产业的发展来看,已经形成了由芯片、模组、终端、通讯设备、平台、运营商和应用这七大环节组成的完整产业链,小编搜集了一张NB-IoT和LoRa在各环节的市场集中度的对比图,就让我们从这个视角一起去看看两者有何不同。 图片来源于网络(横向条形的长度表示市场集中度) 首先是产业链上游的芯片领域,NB-IoT和LoRa的差异很是明显。在NB-IoT阵营中,参与芯片研发的玩家主要有高通、英特尔、华为海思、MTK、展讯等,没法形成前2-3家垄断大部分市场的局面,市场集中度会保持在50%以下;而在LoRa阵营中,目前射频芯片供应集中在Semtech一家厂商,占据绝大多数市场份额,从而形成大于80%的市场集中度。 在模组环节,很多NB-IoT模组的出货量还是掌握在原来拥有2G/3G/LTE模组产品线的厂商手中,再加上一些新的厂商陆续入局,故无法形成较高的市场集中度;而在LoRa模组群体中,原有厂商多为中小企业,在LoRa应用越来越多的情况下,还有不少厂商入局,使得整个市场形成相对充分竞争状态,市场集中度较低。 在终端环节中,由于低功耗广域网络通信技术是大量行业、消费终端所需要的,而终端的种类多种多样,因此NB-IoT和LoRa的终端市场极为分散,市场集中度都较低。 在通讯设备和平台环节中,由于华为、爱立信、中兴等通讯设备厂商是NB-IoT标准的核心参与者和推动者,在蜂窝通信市场上,这些主流设备厂商占据绝大多数市场份额,在NB-IoT的商用中,也不可避免占据绝大多数份额,故市场集中度可能达到80%以上;而对于LoRa来说,一开始就有大量中小企业参与LoRa基站设备和管理平台的研发和生产,目前具备整体方案提供能力的厂商很多,因此并不能形成高市场集中度。 在运营商环节,未来的NB-IoT网络运营很有可能集中在三大运营商手里,所以这一领域的市场集中度或为100%;而对于LoRa网络运营来说,由于要满足各类政企行业用户多样化的需求,将来可能会出现多种形式的运营商,因此市场集中度非常低。 至于应用环节,不论是NB-IoT还是LoRa网络,均要面对成千上万多样化的应用需求,因此该环节不会形成高度的市场集中态势。 总结来看,非常明显的是NB-IoT的产业链上多个环节具有高度市场集中度,可以看出这一领域更多是巨头主导;LoRa产业链上芯片环节形成高度市场集中度,其他环节皆是大量参与者的形态。 LoRa的诞生与发展都比NB-IoT要略早,目前,由于国内LoRa方案多由创业公司或中小企业提供,LoRa并没有受到广泛的关注,虽然已规模商用,仍有不少人并不看好这一技术。相比之下,NB-IoT由于有华为以及众运营商的支持,即将迎来商用元年。 NB-IoT与LoRa最大的区别在于是否应用在授权频谱,一位业内人士透露,在利用物联网进行相关应用部署中,由于存在干扰等问题,基于非授权频谱的产品仅应用了几天便出现破坏性问题,这足以看出基于授权频谱的重要性。以LoRa为代表的非授权低功耗广域网络似乎无法实现运营商级网络的部署和运营。从这个角度来说,NB-IoT确实比LoRa更为可靠。 不过,物联网最显著特点就是应用丰富。基于目前的通信市场情况,除了运营商的2G/3G/4G公网,还存在公安、交通、民航、物流、铁路、安防等大量行业的专用网络,针对专网领域,海能达、凯乐科技、普天通信等优秀企业形成了强有力的市场规模,其高速通信依旧仰仗LPWAN。随着LoRa企业级网络方案的推出,将大大拓展专网的市场范畴,形成更为广阔的市场空间。 Actility公司首席执行官Mike Mulica也对媒体表达过相似的观点:“其实NB-IoT和LoRa有不同的应用,在不同的时期,它们也会有不断的变化。现在它们是互补的,但是它们的功能又不同,会服务不同的市场。最终目标就是希望能把物联网以非常低的成本连接起来,并且能够创造出更多的应用。” 因此,NB-IoT和LoRa,两者将在未来很长的一段时间内同生共存、相互补充,共同完善物联网的网络层。 Read more.
满足物联网基础应用需求 LoRa商用全面起跑
LoRa可望加速物联网(IoT)发展。物联网崛起,也带动相关无线技术如雨后春笋般冒出头,其中,LoRa兼具低功耗、低成本与传输距离远等特点,可满足长时间运作物联网应用需求,备受电信商/半导体业者青睐,并已积极将此一技术运用至基础建设中。 物联网崛起,促使许多企业纷纷寻求合作/联盟,加以推出更好的联网技术。 LoRaWAN、Weightless以及SIGFOX等新兴技术如雨后春笋般冒出头,就是为了在物联网中争得一席之地。其中,LoRaWAN兼备低功耗、低成本与传输距离远等三大特点,可满足须长时间运作、以电池供电且大量布建的物联网应用需求,因而快速受到电信营运商青睐,半导体业者也开始积极布局,将此一技术运用于智慧城市与智慧工业等基础建设中,加速商用发展。 SoftBank/Actility结盟 布局日本物联网发展 软银(SoftBank)将推出全方位的低功耗广域网路解决方案,可望引领日本物联网今年取得爆发性成长。基于Actility在低功耗广域(LPWA)网路基础建设和服务平台的技术和市场优势,软银正和Actility合作布建LoRaWAN网路,以广泛支持在日本的各种应用,包括年长者照护追踪、隧道状况监控、水表自动化等领域。 软银服务平台策略暨开发部副总裁Hironobu Tamba表示,Actility对LPWA市场的深入瞭解,以及为了开创LoRaWAN所投注的心力,令软银印象深刻。该公司期盼透过与Actility及其生态体系夥伴密切的技术交流和市场合作,为日本打造充满商机的LPWA营运环境。 该公司已预视到各种未来的物联网应用,包括商务设施管理、智能建筑、设备监视和远端遥控、库存追踪、自动读取瓦斯和水表、看守年长者和孩童、道路、隧道及公共设施监控,以及物流运输车辆管理等。LoRaWAN网路容易部署、低成本、低功耗等特性,让物联网得以快速布建。软银计画同步推出物联网最佳化解决方案,以充份发挥LTE行动网路和LPWA网路的双重优势。 与软银和Actility合作进行此一部署并共同推动LoRaWAN生态体系发展的协力厂商包括全球最大的OEM供应商富士康(企业总部位于台湾),以及LoRaWAN技术供应商Semtech(企业总部位于美国)。Actility执行长Mike Mulica指出,软银是全球公认的网路经济领导者。Actility对于能与软银团队合作物联网策略深感振奋,尤其是他们对发展LPWA的承诺及即将在日本展开的LoRaWAN部署。 加速LoRa商用脚步 Actility升级网路平台 与此同时,为加速LoRa商用发展,Actility除与软银合作之外,也于近期的LoRa联盟全员大会中,宣布对旗下ThingPark LPWA网路平台进行重大升级。 Actility创办人暨技术长Olivier Hersent表示,ThingPark 4.0象征该公司的电信级物联网平台往前迈进一大步,新增的网路地理定位功能无疑是最大的亮点,这将协助任何想要定位和追踪资产、动物和人的客户,开发各种崭新的使用案例。该平台日益成熟,可以从不断推陈出新的工具得到明证;透过这些工具,客户可以更简单、更容易地管理和优化ThingPark LPWA网路的大规模商业部署。 据悉,ThingPark是电信级的物联网平台,能让服务供应商加速实现物联网策略及商业化。ThingPark Wireless为低功耗感测器和装置提供长距离的网路连接;ThingPark Mash-up则提供物联网通讯协定及资料中介服务,协助网路应用程式与大量不同的感测器所传送的资料无缝连结。 增强版4.0增加了网路地理定位(Network-based geolocation),实现追踪(Tracking)和地理围栏(Geofencing)功能,透过先进无线电优化技术极大化装置电池寿命和网路容量,提供供应商和网路营运业者简化接取装置的解决方案,以及可用来监控和可视化LPWA网路讯息流的改良版工具套件。 另一方面,Actility也推出“ThingPark核可计划(ThingPark Approved)”。该公司期望以物联网商务促成者的角色,确保其在全球智慧停车、智慧电表、居家安全等领域皆受到广泛采用的ThingPark物联网解决方案得以更迅速地进行部署。该计画的合作夥伴可以连线测试其产品并在通过后获取“ThingPark 核可”,与ThingPark生态系中的其他解决方案业者互动,并于“ThingPark市集”推出并贩售其解决方案。 看好LoRa发展前景 意法推新款开发套件 看好LoRa于物联网市场发展前景,意法半导体(ST)宣布推出新款基于STM32微控制器生态系统的开发工具–P-NUCLEO-LRWAN1。设计工程师可使用此开发套件开发出具有LoRa无线低功耗广域物联网(LPWAN)连网功能的装置原型。 相较传统行动网路技术,LoRa远距离通讯技术有诸多优点,包括低功耗和低成本。LPWAN网路最远能连结15公里外的远端感测器和装置,可穿透建物稠密的都会区,电池寿命长达十年。这些性能,加上平价感测器和装置的兴起,可望支持物联网应用蓬勃发展,让跨产业、基础设施、甚至每户家庭都负担得起,进而促进物联网爆炸性成长;其多功能的特性还包括多种通讯模式、精确的室内外位置感测和安全的原生进阶加密标准AES-128。 新款开发套件由超低功耗的STM32L073 Nucleo(NUCLEO-L073RZ)微控制器开发板与Semtech的SX1272 LoRa收发器的射频扩充板(I-NUCLEO-SX1272D)所组成。 STM32L073微控制器具备高效能ARM Cortex-M0+核心及独特超低功耗技术,适用于电表、报警系统、定位装置、追踪器,以及远端感测器主机等应用;透过增加扩充板于主机板上,可进一步扩大系统的功能,例如,在开发板上安装X-NUCLEO-IKS01A1感测器扩充板,可以增加运动、湿度和温度感测功能。 同时,新开发套件具备了搭载LoRaWAN 1.0.1版双向通讯终端装置所需的全部工具,并支援A类和C类通讯协定,启动装置有两种方式可供选择,包括Over-The-Air Activation(OTAA)或Activation-By-Personalization(ABP)。此外,该公司旗下STM32生态系统提供丰富的开发资源,包括STM32Cube工具和套装软体,其中包括常式和硬体抽象层(HALs)。开发人员使用这些资源可将应用软体移植到700余款STM32微控制器上,还可以免费使用类似的IDE开发环境和ARM mbed线上工具。 另一方面,为推广LoRa技术,意法也和Semtech签署LoRa远端无线射频技术合作开发协议,期望透过这项技术加快行动网路营运业者(Mobile network operator, MNO)和私有企业对物联网应用的部署。意法半导体将加入低功率无线电联盟(LoRa Alliance),Semtech和意法半导体将针对多个以LoRa为中心的商用开发专案进行合作,并在多个产品平台上整合LoRa技术,以满足相关应用的各种需求。 实现物联网愿景 LoRaWAN占一席之地 物联网热潮持续延烧,根据市场调研单位Gartner分析,目前物联网市场正呈现爆发式增长,到2020年可联网的物品将达到两百五十亿件。LoRaWAN能应用于公开网路和私有网路,并兼具长距离、低成本、低功耗,以及能维持较长电池寿命等优势,可望支持物联网应用蓬勃发展,进而促进物联网加速成长。 有鉴于此,除上述所提的软银、Actility及ST之外,其余像是思科(Cisco)、IBM、陛特(Semtech)及微芯(Microchip)等多家科技业者也致力推广远距离、可双向通讯、低成本且低功耗的LoRaWAN广域联网技术,以加速物联网的实现。 Read more.
满足物联网基本需求,LoRa商用已成定局
LoRa可望加速物联网(IoT)发展。物联网崛起,也带动相关无线技术如雨后春笋般冒出头,其中,LoRa兼具低功耗、低成本与传输距离远等特点,可满足长时间运作物联网应用需求,备受电信商/半导体业者青睐,并已积极将此一技术运用至基础建设中。 物联网崛起,促使许多企业纷纷寻求合作/联盟,加以推出更好的联网技术。 LoRaWAN、Weightless以及SIGFOX等新兴技术如雨后春笋般冒出头,就是为了在物联网中争得一席之地。其中,LoRaWAN兼备低功耗、低成本与传输距离远等三大特点,可满足须长时间运作、以电池供电且大量布建的物联网应用需求,因而快速受到电信营运商青睐,半导体业者也开始积极布局,将此一技术运用于智慧城市与智慧工业等基础建设中,加速商用发展。 SoftBank/Actility结盟    布局日本物联网发展 软银(SoftBank)将推出全方位的低功耗广域网路解决方案,可望引领日本物联网今年取得爆发性成长。基于Actility在低功耗广域(LPWA)网路基础建设和服务平台的技术和市场优势,软银正和Actility合作布建LoRaWAN网路,以广泛支持在日本的各种应用,包括年长者照护追踪、隧道状况监控、水表自动化等领域。 软银服务平台策略暨开发部副总裁Hironobu Tamba表示,Actility对LPWA市场的深入瞭解,以及为了开创LoRaWAN所投注的心力,令软银印象深刻。该公司期盼透过与Actility及其生态体系夥伴密切的技术交流和市场合作,为日本打造充满商机的LPWA营运环境。 该公司已预视到各种未来的物联网应用,包括商务设施管理、智能建筑、设备监视和远端遥控、库存追踪、自动读取瓦斯和水表、看守年长者和孩童、道路、隧道及公共设施监控,以及物流运输车辆管理等。LoRaWAN网路容易部署、低成本、低功耗等特性,让物联网得以快速布建。软银计画同步推出物联网最佳化解决方案,以充份发挥LTE行动网路和LPWA网路的双重优势。 与软银和Actility合作进行此一部署并共同推动LoRaWAN生态体系发展的协力厂商包括全球最大的OEM供应商富士康(企业总部位于台湾),以及LoRaWAN技术供应商Semtech(企业总部位于美国)。Actility执行长Mike Mulica指出,软银是全球公认的网路经济领导者。Actility对于能与软银团队合作物联网策略深感振奋,尤其是他们对发展LPWA的承诺及即将在日本展开的LoRaWAN部署。 加速LoRa商用脚步 Actility升级网路平台 与此同时,为加速LoRa商用发展,Actility除与软银合作之外,也于近期的LoRa联盟全员大会中,宣布对旗下ThingPark LPWA网路平台进行重大升级。 Actility创办人暨技术长Olivier Hersent表示,ThingPark 4.0象征该公司的电信级物联网平台往前迈进一大步,新增的网路地理定位功能无疑是最大的亮点,这将协助任何想要定位和追踪资产、动物和人的客户,开发各种崭新的使用案例。该平台日益成熟,可以从不断推陈出新的工具得到明证;透过这些工具,客户可以更简单、更容易地管理和优化ThingPark LPWA网路的大规模商业部署。 据悉,ThingPark是电信级的物联网平台,能让服务供应商加速实现物联网策略及商业化。ThingPark Wireless为低功耗感测器和装置提供长距离的网路连接;ThingPark Mash-up则提供物联网通讯协定及资料中介服务,协助网路应用程式与大量不同的感测器所传送的资料无缝连结。 增强版4.0增加了网路地理定位(Network-based geolocation),实现追踪(Tracking)和地理围栏(Geofencing)功能,透过先进无线电优化技术极大化装置电池寿命和网路容量,提供供应商和网路营运业者简化接取装置的解决方案,以及可用来监控和可视化LPWA网路讯息流的改良版工具套件。 另一方面,Actility也推出“ThingPark核可计划(ThingPark Approved)”。该公司期望以物联网商务促成者的角色,确保其在全球智慧停车、智慧电表、居家安全等领域皆受到广泛采用的ThingPark物联网解决方案得以更迅速地进行部署。该计画的合作夥伴可以连线测试其产品并在通过后获取“ThingPark 核可”,与ThingPark生态系中的其他解决方案业者互动,并于“ThingPark市集”推出并贩售其解决方案。 看好LoRa发展前景 意法推新款开发套件 看好LoRa于物联网市场发展前景,意法半导体(ST)宣布推出新款基于STM32微控制器生态系统的开发工具–P-NUCLEO-LRWAN1。设计工程师可使用此开发套件开发出具有LoRa无线低功耗广域物联网(LPWAN)连网功能的装置原型。 相较传统行动网路技术,LoRa远距离通讯技术有诸多优点,包括低功耗和低成本。LPWAN网路最远能连结15公里外的远端感测器和装置,可穿透建物稠密的都会区,电池寿命长达十年。这些性能,加上平价感测器和装置的兴起,可望支持物联网应用蓬勃发展,让跨产业、基础设施、甚至每户家庭都负担得起,进而促进物联网爆炸性成长;其多功能的特性还包括多种通讯模式、精确的室内外位置感测和安全的原生进阶加密标准AES-128。 新款开发套件由超低功耗的STM32L073 Nucleo(NUCLEO-L073RZ)微控制器开发板与Semtech的SX1272 LoRa收发器的射频扩充板(I-NUCLEO-SX1272D)所组成。 STM32L073微控制器具备高效能ARM Cortex-M0+核心及独特超低功耗技术,适用于电表、报警系统、定位装置、追踪器,以及远端感测器主机等应用;透过增加扩充板于主机板上,可进一步扩大系统的功能,例如,在开发板上安装X-NUCLEO-IKS01A1感测器扩充板,可以增加运动、湿度和温度感测功能。 同时,新开发套件具备了搭载LoRaWAN 1.0.1版双向通讯终端装置所需的全部工具,并支援A类和C类通讯协定,启动装置有两种方式可供选择,包括Over-The-Air Activation(OTAA)或Activation-By-Personalization(ABP)。此外,该公司旗下STM32生态系统提供丰富的开发资源,包括STM32Cube工具和套装软体,其中包括常式和硬体抽象层(HALs)。开发人员使用这些资源可将应用软体移植到700余款STM32微控制器上,还可以免费使用类似的IDE开发环境和ARM mbed线上工具。 另一方面,为推广LoRa技术,意法也和Semtech签署LoRa远端无线射频技术合作开发协议,期望透过这项技术加快行动网路营运业者(Mobile network operator, MNO)和私有企业对物联网应用的部署。意法半导体将加入低功率无线电联盟(LoRa Alliance),Semtech和意法半导体将针对多个以LoRa为中心的商用开发专案进行合作,并在多个产品平台上整合LoRa技术,以满足相关应用的各种需求。 实现物联网愿景 LoRaWAN占一席之地 物联网热潮持续延烧,根据市场调研单位Gartner分析,目前物联网市场正呈现爆发式增长,到2020年可联网的物品将达到两百五十亿件。LoRaWAN能应用于公开网路和私有网路,并兼具长距离、低成本、低功耗,以及能维持较长电池寿命等优势,可望支持物联网应用蓬勃发展,进而促进物联网加速成长。 有鉴于此,除上述所提的软银、Actility及ST之外,其余像是思科(Cisco)、IBM、陛特(Semtech)及微芯(Microchip)等多家科技业者也致力推广远距离、可双向通讯、低成本且低功耗的LoRaWAN广域联网技术,以加速物联网的实现。 Read more.
LPWA,物联网产业发展的新机遇
2015 IMT~2020(5G)峰会发布了《5G无线技术架构白皮书》和《5G的网络技术架构白皮书》,提出了2020年之后移动通信技术和产业将迈入第5代通信,使经济生活从移动互联网扩展到物联网领域,实现“万物互联”,并明确以连续广域覆盖、热点高容量、低时延、低功耗等为主要技术场景,满足2020年及未来的移动互联网和物联网发展需要。 物联网产业发展催生无线接入新技术的兴起 物联网时代将有数百亿物体接入网络中,传统的接入技术有近距离无线接入技术和移动蜂窝网技术两类,这两类技术都有其优势与不足。如WiFi、蓝牙、ZigBee等近距离无线接入技术在特定空间范围下拥有稳定性高、接入速度快等优势,但其覆盖能力有限,对回传网络依赖严重,又因为抗干扰能力不足以及机制设计等因素,使得终端功耗较大,无法长时间使用。而移动蜂窝网技术,虽然可以满足大范围或者移动性的应用需求,但其最大的问题是系统容量的限制,物联网应用的接入与公众用户的接入无法完全隔离,在容量上相互制约,后续难以独立应对物联网市场的迅猛发展,并且其是依托移动核心网进行终端节点的管理,对号码资源消耗量过大。同时,无论是2G、3G还是4G的物联网终端仍然存在模块成本高与电池使用寿命短的问题。 事实上,物与物的通信并不像人与人的通信一样总是要追求高速率带宽的方式,大量设备接入网络后仅需少量的数据传输或数据传输频率很低;也不像人与人的通信要频繁进行充电,很多设备因其所处环境的特殊性和数量巨大,对支撑其通信的功耗需求较低,例如大量的水表监测、烟雾报警、农田喷灌、水文监测等,对于这些传感装置的联网要求选择一个低带宽、低功耗且大范围覆盖的网络是其最有效的解决方案。从这个意义上来说,是“万物互联”的物联网产业发展催生了LPWA技术(Low Power Wide Area,低功耗广域技术)的兴起,使得在低功耗、低成本、广覆盖、大容量问题上有了较好的解决方案,LPWA技术势必会在物联网市场中获得更大的发展空间。 LPWA是一种能适配M2M的业务,具有流量小、连接数量大等特性的新型无线接入技术,可形成一张广覆盖、低速率、低功耗和低成本的无线接入网络。LPWA技术一般采取“利用低频段覆盖去提升覆盖的广度与深度、使用基于子信道的频率复用去提高单基站的容量、简化终端与网络交互过程实现终端能耗的节省和通过标准化与产业联盟形式的运作去控制成本”等手段实现四个关键能力。 LPWA四大关键能力 LPWA技术阵营众多,也为市场带来了新模式 现阶段LPWA技术阵营众多,可以将符合上述技术特征的新型接入技术统称为LPWA。在这些新型接入技术中,包括基于LTE空口优化的eMTC、复用2G移动蜂窝网络频段资源的CloT(Cellular loT,也包括GSM evolution、NB M2M和NB OFDMA)以及LoRa、Sigfox等。 LoRa——打造以产业联盟为核心的开放式生态系统 LoRa成员包括Semtech、Actility、思科、Eolane、IBM、Kerlink、IMST、MultiTech、Sagemcom和微芯,另外还有许多电信运营商如Bouygues、KPN、SingTel、Proximus、Swisscom以及FastNet。LoRa汇集众多业界大企业,形成了从芯片、软件、网关到运营商为一体的产业链联盟,其能以较低的风险实现较大范围的资源调配,使得企业优势互补、拓展发展空间、提高产业及行业竞争力、实现超常规发展。该联盟正在持续扩大规模当中。 LoRa产业联盟 Sigfox——以我为中心吸纳风险投资的合作运营 兴起于法国的Sigfox公司以超窄带(UNB,Ultra Narrow Band)技术建设物联网设备专用的无线网络。Sigfox的网络目前已覆盖法国、西班牙、荷兰和英国的10多个大城市。如果像传统运营商一样通过申请电信运营牌照、拍卖无线电频率、自建基站和计费系统等方式来运作,对于一家创业企业来说举步维艰,所以其选择与移动运营商和全球设备供应商合作,借助运营商已有的基础设施和频率资源,搭建超窄带蜂窝网络,实施名为SNO(Sigfox Network Operator)战略合作计划。2015年2月该公司获得法国历史上最大一笔总额高达1亿欧元的VC投资,这笔投资涉及西班牙、法国、日本、韩国等多家运营商,Sigfox与各国本地的合作伙伴共同投资网络、发展销售渠道以及建设本地化生态系统。在这种合作模式中,Sigfox通常分享收入的40%作为技术和网络设计回报,剩余60%归部署网络的合作伙伴所有。Sigfox正在实践着一条以小博大的路径——通过合作运营模式实现其成为全球部署的物联网运营商的最终目标。 Sigfox网络覆盖目标:连接全世界 3GPP——追求全球的标准化统一,积极推动产业链成熟 3GPP所研究的LPWA技术包括了基于LTE空口优化的eMTC与复用2G移动蜂窝网络频段资源的CloT(Cellular loT,也包括GSM evolution、NB M2M和NB OFDMA),其技术设计都源自移动蜂窝系统的理念,会更多地去兼顾终端的移动能力与系统的管理能力,整个系统设计会更趋于完善,未来也会得到更多的厂商与运营商的青睐。但是,3GPP标准的正式发布需要到2016年,其产业链成熟至少还需两年以上的时间。 LPWA技术带来新的M2M物联网应用解决方案 LPWA技术能够广泛适用于多种M2M物联网应用,比如应用于农田智能灌溉的解决方案中,每年仅需数次喷灌,每次喷溉只需简单的几个字节指令即可完成,设备也无需时刻在线。若采用2G、3G、4G蜂窝网络连接,则带来高资费和高功耗。而采用LPWA技术既不需要每月支付移动蜂窝网络费用,又可以使设备仅靠电池供电就能维持10年。又比如宠物跟踪,若利用移动蜂窝网技术和GPS定位对终端的电量消耗大,为了提升续航能力,相应地电池产品的体积也将增大,那就不适合宠物携带。另外,若使用WiFi、蓝牙技术,虽然便宜、能耗低,但只能满足短距离连线要求,而基于LPWA技术的终端能够维持3公里以上的距离,并且能够根据不同基站间的距离来定位,其硬件体积非常轻巧不会给宠物造成负担。同时,在地下车库、电梯等移动蜂窝网络无法发挥作用的区域以及在核电厂、医院等不适合使用WiFi、蓝牙的区域,LPWA技术也为在这些场景下的物联网应用提出了一种新的应用解决方案。最新预测显示,到2023年LPWA的M2M物联网连接数会超过移动蜂窝网技术,将达到30亿个以上。 运营商:如何去迎接新技术所带来的机遇 通过LPWA技术的引入,可以解决通过传统的移动蜂窝网络运营物联网业务时存在的一些问题。 终端成本高,尤其面向低速率的物联网应用时,移动蜂窝网通信成本过高,缺乏市场竞争优势。 Sigfox声称其通信芯片和调制解调器的成本不到1美元,并且在功耗上,移动蜂窝网通信技术耗电量为5000微瓦,而Sigfox连接耗电量仅为100微瓦,相差50倍。在使用相同电池的前提下,一个可以待机数年,一个可能只有几个月,功耗劣势最终体现为成本劣势。同时,在运营成本上,基于LPWA技术的物联网成本构成部分显著少于传统蜂窝网。 系统单站容量有限,加之2G、3G网络建设与优化工作放缓,导致物联网应用的质量下降。 在利用移动蜂窝网承载物联网应用时,无法做到物联网专网与公众网络的相对隔离,彼此间的接入容量相互制约,单站的接入能力将严重阻碍运营商在物联网市场的发展。运营商在实施4G战略后,2G、3G网络建设与优化工作也有所放缓,并出现了网络质量下降的情况,后续应对物联网市场发展就更加困难。同时,现有物联网通信模块普遍依托移动核心网进行管理,对号码资源消耗过大。 要解决上述运营问题,运营商需尽快形成与现有移动蜂窝网络相隔离的LPWA专网,并利用自身的丰富资源来实现LPWA专网的全面覆盖,改变目前所有物联网应用对移动蜂窝网络的强依赖性。LPWA专网作为物联网应用的接入部分,相比复杂的移动蜂窝网,裁减了大量的无关功能,获得符合目标场景的性价比。 LPWA专网和移动蜂窝网运营结构对比 在运营LPWA专网过程中,电信运营商除了作为网络运营商提供基础网络设施外,还应该主动承担LPWA运营平台的建设与运营工作。LPWA运营平台可以合并鉴权计费系统的能力,实现对M2M物联网终端、无线基站、应用流量和应用数据的管理,屏蔽无线接入技术的差异。运营商能够提供海量物联网通信信息处理和存储所需的强有力的硬件和资金支持。未来LPWA专网运营能提供端到端的M2M物联网应用,LPWA运营平台是一个智能平台,为各行业客户提供端到端的应用服务。行业客户可以通过租用终端节点来实现其所在行业的信息化应用。同时,加载在M2M物联网终端上的应用数据流和管理数据流可以采用集中或者分离的管理模式,终端节点与无线基站能接受LPWA运营平台的远程管理,可实现终端节点与无线基站的远程配置、软件升级、版本管理、故障告警、远程控制等电信级服务。这种平台化的业务应用模式有助于资源与规模优势的最大化,并将电信网络能力、物联网能力、移动互联网能力进行汇聚,营造出一个开放式的物联网运营环境,运营商可以在一些应用领域通过与系统开发商和服务集成商的合作,共同提供解决方案,实现资源互补,从而奠定在物联网产业中的主导地位。 Read more.
中国将成为 LoRa部署的重点区域
今年8月,知名科技市场研究机构Gartner发布的最新《2016年度新兴技术成熟度曲线》,物联网已不再出现在该技术曲线中,可以看出物联网已过了炒作阶段,进入实质性落地时代。 众所周知,近两年逐渐成熟的LoRa、NB-IoT等低功耗广域网络(LPWAN)技术是物联网落地的一大催化剂。10月18日-19日,中兴通讯和中国LoRa应用联盟(CLAA)主办的第一届中国LoRa物联网国际峰会在南京召开,这是国内首次基于LoRa的大型行业活动,从活动的盛况中,可以发现LoRa整个产业生态在国内已初具规模。 活动期间,笔者有幸专访CLAA联盟秘书长刘建业先生,再次对LoRa产业生态有了新的认识。 横向使能和纵向应用的逐渐丰富 如果说低功耗广域网络发挥着贯穿于各垂直行业横向、基础的使能作用,那低功耗广域网络具体的落地不仅需要网络本身相关产业链各环节的成熟形成商用网络,更要有大量应用于垂直行业的方案,形成可推广的物联网示范。在本次峰会上,参会人员看到了LoRa在横向使能建设和纵向垂直行业应用中已经初步展现出规模化商用的态势。 从横向使能建设来看,在LoRa联盟、Semtech、CLAA联盟、中兴通讯等组织的推动下,基于LoRa技术的CLAA网络架构方案已经形成,中兴通讯为CLAA提供专业级、高可靠的网关和云化核心网,与合作伙伴的芯片、模组、终端、回程网一起构建一张可运营的全国性网络。此外,最新推出的LoRa定位技术、无线解析、安全认证、天线、电池等与网络配套的成熟技术,让这张可运营的物联网网络成为可能。 从垂直行业应用来看,本次峰会上已有大量合作伙伴展示了基于LoRa的智慧园区、工业、农林水利、能源、智慧城市等各个领域解决方案,不少方案已具备落地和规模化复制的基础,这些使得LoRa在国内率先规模化普及奠定了基础。 中国LoRa应用联盟(CLAA)秘书长刘建业先生透露,CLAA联盟从今年1月份成立至今已发展到220多家会员(会议截止时已经发展到248家成员),除了与网络相关的芯片、设备、平台、天线、电源、安全等相关厂商外,更为重要的是大量在国内外表计、农业、市政、园区、工业、能源等行业有多年智能化经验的应用厂商,通过下游丰富应用来带动LoRa产业的繁荣。那么,为什么是CLAA能够推进运营级网络?我们不得不从其模式的创新来探索。 化整为零,共享模式带来的运营商级LoRa网络 对于物与物的连接来说,目前为用户提供的解决方案存在两种截然不同的形式:一是通过电信运营商统一部署的公共网络,二是为用户搭建自有的专用网络。可以说,这两种形式依然延续了以往人与人通信以及传统的行业信息化解决方案的连接形式。但对于产业生态相对成熟的LoRa来说,这两种形式在国内都无法有效地使LoRa大范围地应用于物联网应用中: 首先,对于运营商公网方案,我们看到法国、荷兰、印度、韩国、日本、美国、新加坡、台湾等国家和地区主流运营商的助阵,LoRa城市级、国家级的运营商网络正在快速部署,部分已部署完成实现运营。但是,在国内环境下,频谱、技术自主性等方面的考虑,国内运营商将NB-IoT作为其物联网专用网络的选择,LoRa在国内无法通过运营商实现广部署。 其次,对于用户搭建私有网络来说,实际上从2013年开始,国内已有很多厂商推出基于LoRa的模组、网关和小范围组网方案,应用于抄表、市政、资产管理等项目中。不过,这些项目由大量不同的中小企业提供,自有协议太多,基本上处于烟囱状,项目间无法形成互联互通和协同共享,让本来碎片化的物联网应用需求呈现出更碎片化解决方案态势。 其实,对于不少用户来说,自建的网络资源往往存在丰富的能力没有充分使用,在基于安全性和统一规范基础上,将其多余的网络资源共享给其他用户可形成资源充分利用。近年来,荷兰一个组织(The Thing Network, TTN)正在发起全球应用厂商共享网络资源的活动,而在国内,CLAA联盟也正是通过共享的理念,来形成广域运营商级LoRa网络。不同于TTN的是,CLAA联盟有统一标准化的LoRa网关,使各类厂商具有标准化硬件接入保证共享的可能性,再通过云化核心网平台软件和算法的力量,使不同用户间的网络资源共享成为现实。无怪乎刘建业先生将CLAA模式比作物联网的“微信”,云化核心网和网关类比为微信的云端和客户端,同样的端到端方案连接了数以亿计的分散应用。 当然,大多数行业应用客户对于通信网络的运营并不专业,部署物联网网络后,更多复杂的维护工作应该交由专业团队来完成,而当前网络的云化趋势、软件和算法的成熟,让云端维护成为可能,云化核心网正是完成这一任务的保障。可以说,CLAA通过提供标准化网关和云化核心网,把大量分散的小型运营商资源整合在一起,形成规模化的网络运营能力,同时保证各应用厂商独立运营的权限。正如刘建业先生所说:“各类用户是实体运营商,CLAA是一个纽带,通过规范和云端的运作来支撑无数小的实体运营商,并使其形成一个整体的虚拟CLAA网络”。 在整个产业等待NB-IoT商用时间窗口中,CLAA的模式无疑给产业链相对成熟、做好落地准备的LoRa在国内开辟了一种集中化、规模化的部署模式。设想一下,若没有有效的模式创新,只是通过运营商统一部署或用户自建网络的两种形式,LoRa如何能在国内形成规模化发展?这样的话,或许大量低功耗广域网络应用的需求还要等待NB-IoT的商用而没有更好的方式。所以说,在当前国内政策和市场环境下,共享化的模式不失为低功耗广域物联网实现规模化应用的最优方式。 结语 在新一轮物联网发展浪潮中,中国的从业者并不希望成为这股浪潮的追随者。就低功耗广域网络领域,发达市场已规模化部署应用的背景下,国内的参与者也以开放性的智慧,推动LoRa网络在国内的规模化部署和应用,相信随着行业应用落地的增多,国内这张以共享经济理念形成的运营商级LoRa网络也将成为全球LoRa布局的最核心区域。 Read more.
基于LoRa远距离无线通讯技术的传感网络概述
一、背景概述: 2013年8月,Semtech公司向业界发布了一种新型的,基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(简称LoRa)的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm,与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收灵敏度改善了20db以上,其功耗极低。 LoRa 作为低功耗广域网(LPWAN)的一种长距离通信技术,近些年受到越来越多的关注。随着物联网从近距离到远距离的发展,必将会产生一些新的行业应用和商务模式。Cisco、IBM、Semtech、Microchip等正在积极推广LoRa技术。 二、技术特点: LoRa的优势在于技术方面的长距离能力。LoRa技术在高性能、远距离、低功耗,支持大规模组网,测距和定位等方面突出的特点,这使得该方案(终端+网关)成为物联网大规模推广应用的一种理想的技术选择。 LoRa是低功耗广域网通信技术中的一种,是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。LoRa是基于线性调频扩频调制,它保持了像FSK调制相同的低功耗特性,但明显地增加了通信距离。 LoRa技术本身拥有超高的接收灵敏度(RSSI)和超强信噪比(SNR)。此外使用跳频技术,通过伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱,防止定频干扰。 三、LoRa网络架构 在网状网络中,个别终端节点转发其他节点的信息,以增加网络的通信距离和网络区域规模大小。虽然这增加了范围,但也增加了复杂性,降低了网络容量,并降低了电池寿命,因节点接受和转发来自其他节点的可能与其不相关的信息。当实现长距离连接时,长距离星型架构最有意义的是保护了电池寿命。 如果把网关安装在现有移动通信基站的位置,发射功率20dBm,(100mW),那么在高建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖范围可达10公里。该网关/集中器还包含MAC层协议,对于高层它是透明的。 四、解决方案平台架构: 解决方案系统架构为:网络/应用服务器、LoRa 网关、LoRa 节点; 五、应用案例 1、智慧油田图片   2、智慧水务   3、智慧供热   4、智慧燃气   Read more.
LoRa,物联网技术中的一骑绝尘
2016年7月19日至21日,LoRa联盟第五次成员大会在慕尼黑北郊,伊萨尔河边的希尔顿酒店隆重举行,来自多个国家的企业、机构和工程师相聚于此,共同探讨LoRa技术的最新发展,展示自家推出的产品应用。短短几天会议,LoRa技术的迅猛发展不禁让笔者为之惊叹,应用产品的快速普及,极大地促进了物联网的建设发展,让笔者再次憧憬起那科幻般的物联网生活,内心充满期待!   不可阻挡的物联网新时代 谷歌是当今全球最强大互联网公司,但是董事长Eric Schmidt先生却声称,互联网即将消失,取而代之的是高度个性化和互动化的物联网。这一凤凰涅磐似的论断,除了体现谷歌不惧变革的勇气,也让更多人认识到了物联网的强大生命力和无可阻挡的气势。 记得有次聚会,在我大谈物联网的种种技术优势后,一个朋友提出说他还是无法想象,物联网究竟能给个人和社会带来什么样的改变。当时正好看到桌上他的iphone,脑中忽然就有了答案,让他仔细回忆下一二十年前连普通手机都没普及的日子,然后对比现在人手一部智能机的生活,找出其中的改变,那么物联网将会再现这种变化,只不过主体由人变成了物,物联网可以为每个物品都配备一部“智能手机”。这个回答一下子让在座的朋友打开了想象大门,刚才还有人质疑说他并不需要物联网,因为周围物件的状态信息对自己并没什么用,现在却反思说,以前很多人也认为只有大老板才需要手机来处理事务,事实是现在大家很难离开手机生活;也有人谈到现在平常刷刷微信朋友圈,多年不见的朋友仿佛就生活在身边,估计以后就是要刷“物品圈”了,看看自己的房屋、家电,甚至柜子里面的衣服鞋子怎么样了…… 那么问题来了,既然物联网如此优秀,IoT(Internet of Things)概念也在全球提出了多年,为什么建设速度却迟迟无法推进呢?我们都知道,互联网普及的核心因素是电子通信技术的迅猛发展,对于物联网来说亦是如此。真正的进步不是提出一个口号,然后大家左智慧、右智能地去冠名,把现有的东西粉饰一番完事,而是需要真正的硬实力,技术上的真正突破,从而才能大跨步地提升功能,大幅度地降低成本。物联网需要传感、通信、控制等各方面的技术支持,但是显然很长时间以来,它们鲜有值得称道的突破,甚至都有人怀疑起物联网的可行性。不过令人兴奋的是,LoRa技术在这种质疑声中横空出世,它无疑担当得起“突破”二字!  一骑绝尘的LoRa技术 2013年Semtech公司发布了SX127x系列芯片,标志着其研发的LoRa技术正式公布于众,LoRa是Long Rang(远程)的缩写,主要采用了扩展频谱通信技术,但非直接序列扩频,而是使用未调制载波进行线性调频,其主要特点是超低功耗和超远距离,工作于开放频段。例如适应中国470-510MHz频段的SX1278芯片,它在休眠状态下的典型工作电流仅为0.2uA,接收工作模式下功耗电流为10mA左右,而发射工作模式下功耗电流为20-120mA。芯片拥有超高灵敏度,接收最低可以达到-148dBm,另外支持6-12之间不同的扩频因子,由于同一信道可以对多个不同扩频因子的信号进行解调,所以LoRa星形网络具有非常高的容量。也许很多人对这些参数并不感兴趣,无法理解LoRa技术的神奇之处,那么通俗点来讲就是,基于LoRa技术的普通数据发射器,可以在两节五号电池供电的情况下,向距离一二十公里的接收网关持续发送信息,并能稳定工作10年以上。   没有放之四海而皆准的技术,当然LoRa技术也不可能完全解决物联网中的通信问题,由于调制技术的原因,LoRa设备只能传输非常低速率的信息,所以打算用LoRa设备下载电影,来个视频通话是不现实的。但是LPWAN(低功耗广域网)是物联网重要的组成部分,例如智慧城市建设中埋设各处的传感器,大面积范围内为农业提供土壤环境信息的设备,它们都需要耗电量少且覆盖范围广的低成本解决方案,在这一领域LoRa可谓独领风骚,很多参数都远超其它技术标准。   最为重要的是,一项技术除了各种性能指标,决定性因素还是市场的接受认可度,在其它技术还处于研究阶段的时候,LoRa技术就已经实现了全面的商业化,各种设备也如雨后春笋般涌现出来。这里就不得不提到本次大会的主办方LoRa联盟了,思科、IBM、升特(Semtech)、微芯(Microchip)和意法半导体(STM)等多家科技巨头都是其成员,共同致力推广远距离、可双向通讯、低成本且低功耗的LoRa广域网络。LoRa联盟主席Geoff Mulligan先生在大会上介绍,2015年3月第一次成员大会召开的时候,其企业成员仅仅31家,但是现在才过去了16个月,成员数量就已经达到了368家,增长了十多倍,从此足以可见市场对LoRa技术的认可,也证明了LoRa技术披坚执锐的实力。 LoRa网络在德国的发展 本次成员大会的承办方是德国Digimondo公司,隶属于欧洲最大电力公司意昂集团的一家物联网子公司。在会后的交谈中,公司总裁Marcus Walena先生向笔者介绍到,公司名中的mondo源于意大利语,意为“世界”,作为一家IoT公司,Digimondo公司致力于在德国建立起一个“数字世界”,赋予亿万物品以生命。其公司的所有产品及服务,都是围绕LoRa这一技术展开,公司创始人及员工都非常认同,LoRa这一跨时代的技术,必将迅速被普及、迅速改变物联网的面貌,在这一过程中,德国不能落后,Digimondo公司不能落后!   大会期间,Digimondo公司主要向与会人员展示介绍了他们取得的三大成绩。首先是作为德国唯一的LoRa网络运营商,他们正全力完成铺设工作,公司已经在德国25个主要大城市建设完成了LoRa网络,大多数也性能测试完毕,2017年将实现整个德国的LoRa网络无缝覆盖。其次是Digimondo公司开发了自己的网络应用系统“firefly”,客户可以随时随地登录,直观查看各种LoRa应用,例如电能表、温度计、定位模块、空气检测设备等等发送的实时信息。 中国企业捷足先登 令笔者更为欣喜的是,在LoRa技术的发展实现进程中,我们中国的企业不但没有缺席,反而捷足先登,在展会现场就遇到多家来自祖国的企业。更为了不起的是,Digimondo公司第三部分介绍的LoRa设备应用,其主打产品LoRa电能表竟然就是来自于中国杭州,由著名仪表企业“华立科技”设计生产完成。 Digimondo公司产品经理在会场向大家介绍,他们在原有普通电能表的基础上,仅仅是内部添加了LoRa通信模块就取得了非常惊艳的效果,可谓点石成金,获得了一款性能优良的智能电表,相比较市场上其它采用PLC、GPRS通信方式的智能电表,LoRa技术展现了它的超强实力,不仅成本低廉,能耗可以忽略不计,而且抗干扰能力非常突出,关键是组网非常的方便,电表上电后无需进行任何操作,便可以自动接入LoRa网络,每分钟向外发送一次电量信息。他们的试点结果表明,这才是真正的智能电表解决方案,是真正满足客户需求和适应市场的产品。   会后笔者有幸联系到了华立科技新技术研究所的总监朱虹先生,进一步向他请教了LoRa电表的细节情况。据他介绍华立的产品之所以可以抢占先机,迅速进入业界认为困难的欧洲市场,是因为虽然华立作为一家传统行业的电能表公司,却一直时刻关注时代科技的最新发展,不断提升自己的技术实力。早在2012年semtech公司就有来华立介绍LoRa调制通信技术,华立也立即认识到了这一通信技术将为能源表计行业带来非常巨大的变化,于是公司一直坚持在该项目上持续研发投入,2015年LoRa联盟成立时,华立科技股份有限公司便紧随加入,产品方面不仅独立开发了LoRaWAN模块,而且拥有配套的网关和后台系统软件。所以在德国客户提出相应需求时,华立才可以及时跟紧迅速推出了满意的LoRa电能表产品。朱虹先生同时强调说,华立作为Digimondo公司的合作伙伴也受益匪浅,LoRa电表的批量安装试点,让华立积累了丰富扎实的LoRaWAN系统组建经验,保证了产品今后在中国或者其它市场上,拥有较高的可靠性和稳定性,另外这也非常有利于华立其它诸如智慧安防、医护、市政等LoRaWAN产品的开发。 LoRa畅想 大会归来,心中所想所念依旧是LoRa,作为一项新技术,LoRa还有很多细节需要发展完善,也有巨大的潜力需要挖掘。LoRaWAN产品的一致性认证标准还有待完善,入网检测技术需要更多的公司去开发设计。LoRa定位技术,利用三网关接收同一LoRa设备信号的强弱来计算其大致位置,算法上还要进一步成熟,这一应用有望大多情况取代耗电较高的GPS模块。LoRa还有太多的工作要做,期待更多的工程师和公司能够投入到这一领域,加速LoRa产业的实现和普及,让人们可以尽早享受物联网带来的绚丽生活。当然更希望这期间有更多来自中国的身影,踩着时代科技潮头的浪花,让世界看到中国企业的技术实力,中国制造的优秀品质! Read more.