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危机即转机,腾讯、阿里入局LoRa都做了什么?

2019-06-13
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无论从用户体验还是消费者需求的角度来说,用户对5G技术的期待都应该是前所未有的。

 文 | 郭仁贤 

6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放了5G商用牌照。随后,华为、中兴等产业链厂商表态将全力支持5G商用。

据华为官方信息,其已经在中国40多个城市与中国三大运营商开展了5G规模商用试验,包括城区、室内、高速公路、地铁等多场景实测,均已达到商用标准。5G作为物联网行业最重要的连接技术,其带来的不止是网速的飞升,更是网络接入能力的提升。

然而,在物联网网络层的多种连接技术里,不仅需要速率和稳定性更高的5G技术,也需要低功耗、远距离、大连接的LPWAN(Low-Power Wide-Area Network,低功耗广域网络)技术,其中,LoRaWAN以其独特的灵活性有别于其它低功耗广域网络技术。

尽管LoRaWAN网络有着优于其它LPWAN技术的特性,相比较而言,在LoRa联盟和众多科技巨头的护航下现阶段其发展态势良好,但谁又能料想到,就在一年半以前,LoRa的组网应用在国内一度面临生存危机:针对工信部的一封征求意见稿,行业人士反应很大,可能给LoRa组网带来限制。



关于LoRa和LoRaWAN

提到LoRaWAN,就不得不先解释一下什么是LoRa。据公开资料显示,LoRa属于物理层的一种调制技术,采用线性调制扩频的方式,能显著提高接收灵敏度,实现了比其它调制方式更远的通信距离。

LoRa技术最初来自于法国公司Cycleo研发的一种创新的半导体技术,后来,Cycleo被美国公司Semtech(升特)收购以后,Semtech公司基于这个LoRa技术开发出一整套LoRa通信芯片解决方案,包括用于网关和终端上不同款的LoRa芯片。理论上来说,用户可以通过Mesh、点对点或者星形的网络协议和架构实现灵活组网。同时, LoRa技术是通过LoRa联盟进行推广普及。

至于LoRaWAN,这是一种大容量、低功耗的星形组网架构和协议,可以实现无线广域组网,而制定和优化该协议正是LoRa联盟的主要工作。从LoRaWAN的网络架构来看,LoRa调制技术主要用于终端节点到网关之间数据传输,这是整个LoRaWAN网络中核心环节之一,不过这并不是LoRaWAN的全部,更不是LoRa产业生态的全部。 

目前,LoRaWAN标准已建立起LoRa芯片、模组、基站或网关、网络服务、应用服务的完整生态链。据拥有LoRa芯片半导体知识产权的Semtech财报显示,2017年-2018年,LoRa在全球的运营商以及部署LoRa网络的国家和地区数目都增至100多个。同时,其部署的LoRa基站,则从7万台增加到24.3万台,能支持约12亿个节点,实际部署的节点超过8000万个。

据公开资料显示,LoRa特别之处是其网络构架,该构架独辟蹊径,简单灵活,融入了LPWAN共同具备的大连接、广覆盖、低功耗和低成本等特性。

如上图,LoRa网络构架由终端节点、网关、网络服务器和应用服务器四部分组成。

大多数的网络采用网状拓朴,这易于不断扩张网络规模,但缺点在于使用各种不相关的节点转发消息,路由迂回,增加了系统复杂性和总功耗。但LoRa采用星状拓朴,网关星状连接终端节点,但终端节点并不绑定唯一网关,相反,终端节点的上行数据可发送给多个网关。



是危机,也是转机

去年年初,一封针对LoRa组网应用的征求意见稿受到行业人士的广泛关注,其使得LoRa网络在国内的发展一度面临困境。随着几大互联网巨头腾讯、谷歌以及阿里相继加入LoRa联盟,为LoRa的生态圈引入了强援。

2018年1月前后,工信部无线电管理局发布《微功率短距离无线电发射设备技术要求(征求意见稿)》的意见,其中提到了470-510MHz频段的使用允许用于无线传声器,明确用于传送声音的无线电设备,而非数据;此外,“限单频点使用,不能用于组网应用”这句话,在业界引发热议。

最终,在产业各界人士的努力下,工信部的规定没有明确指出不能组网,而是表示可以做局域网,对具体应用也解除了限制,从而解决了LoRa在国内发展的不确定性问题。另一方面,也刺激了国内众多LoRa厂商紧密团结起来,一起应对LoRa发展过程中所面临的难题。

科技巨头入局LoRa。2018年LoRa生态圈最令人振奋的消息莫过于互联网巨头的相继加入,腾讯、谷歌、阿里、京东等均以最高级别会员的身份加入LoRa联盟,希望借助LoRa这个切入点来确立自身在物联网和产业互联网领域的地位。

另外,铁塔、联通以及广电等群体也开始针对LoRa产业进行布局,进一步促进其在各行业应用的落地。

作为中国LoRa应用联盟的发起者,克拉科技目前拥有国内最大的LoRa基站出货量,其企业会员也增至1100多家,其会员的多样性给LoRa生态圈注入更多元素。

行业应用多样化。在LoRa技术刚推出来时,其落地应用更多集中在抄表、停车等领域,近一年来,LoRa在智慧城市、智能园区、智慧建筑、智慧安防等垂直领域也有了大量落地的行业应用。Semtech物联网业务总监Vivek Mohan曾表示,目前全球大量的垂直行业中已形成300多个应用场景。

雷锋网了解到,LoRa在支持这些场景时还形成了多种灵活性的模式,例如:大型行业采取行业专网形式,而企业采用私有网络部署形式,至于应用厂商和用户,则自行通过补盲或室内网关提升自身场景中的网络覆盖等。



腾讯入局LoRa,推动物联网向智联网进化

我们知道,在广域无线网络领域,其话语权基本掌握在传统通信业巨头的手中,互联网企业几乎没有任何话语权。然而,LoRaWAN网络部署的灵活性,给互联网企业布局广域无线网络提供了机会。腾讯自去年7月加入LoRa联盟以来,已经有近一年的时间。

2018年7月31日,LoRa联盟与腾讯联合宣布,腾讯已在最高层面加入了LoRa联盟,并将支持LoRaWAN生态系统的进一步发展。此外,还宣布计划在深圳与当地合作伙伴共同建立一个LoRaWAN网络,为各种物联网应用和终端用户(如:政府公共服务)提供从设备、边缘到云端的LoRaWAN一体化解决方案。

S_IoT物联网规划工具下的某智慧社区的局部接收功率覆盖图

近日,据知情人士透露,腾讯基于SIRADEL的S_IoT工具,对深圳市重点区域的LoRa网络进行了仿真评估,并根据评估结果,对LoRa网络的部署和建设进行优化,从而提高网络覆盖效果和用户体验。现阶段,腾讯在深圳建立的这个LoRaWAN网络其网关数量已达近600个,覆盖面积约为500多平方公里,主要区域为深圳南山区和龙岗区。

再者,据年初在荷兰召开的The Things Conference期间,腾讯曾表示将与The Things Network (TTN)达成战略合作,共同打造LoRaWAN开放网络和服务。5月22日,在腾讯数字生态大会期间,腾讯正式发布了物联网开发者社区平台——Tencent Things Network,表明了布局LoRaWAN开放网络和服务的实力和决心。

关于Things开发者社区,其将面向开发者提供开放的IoT网络服务、社区门户、以及微信小程序、IoT Explorer、IoT Hub等服务集成能力,从而帮助他们快速创建物联网行业应用。

据官方信息,腾讯 Things 开发者社区平台将面向开发者提供满足 LoRaWAN 国际标准的开放网络服务,其中节点端支持 LoRaWAN Class A、B、C,支持 LoRaWAN 1.0.x 以及 LoRaWAN 1.1 核心规范,网关端支持 UDP Packet Forwarder、Basic Station 接入协议,并且整个网络模型严格按照 LoRaWAN backend 标准来实现,为后续提供全球 LoRaWAN 运营的漫游服务提供可能。

此外,在前不久的LoRa 联盟新一届董事会竞选中,腾讯从多个候选企业中胜出,正式加入 LoRa 联盟董事会。 腾讯云物联网产品总经理张文杰对此表示:“作为 LoRa 联盟董事会董事,腾讯云将继续秉持开放、共赢的心态,与其他成员以及广大合作伙伴一起,共同促进 LoRa 技术在全球 LPWAN 建设和产业链的发展,推动物联网向智联网进化。”



阿里云加速布局LoRa

2018年9月,在“杭州·云栖大会”期间,拥有LoRa芯片半导体知识产权的Semtech宣布向阿里云授权这一IP,这是Semtech在全球继ST(意法半导体)之后第二次授权LoRa芯片IP,也是在国内的首次授权。

随着LoRa芯片IP授权的落地,LoRa芯片在国内多元化供应商的市场形态逐渐被打开,改善了多年来LoRa仅有Semtech这个唯一芯片供应商的尴尬境地。

据雷锋网了解,Semtech的合作授权可以分为两种,一种是用Semtech提供的LoRa晶圆做SiP封装芯片,另一种就是ST和阿里云获得的IP授权,获得LoRa芯片IP授权之后,其芯片厂商可以根据自己的需求设计芯片架构、自行增加片上各种外设,能进行更多创新,也能在一定程度上形成具有自主知识产权的LoRa芯片。

自2018年9月开始,阿里云和多个合作伙伴陆续推出LoRa系统芯片,例如:翱捷科技(ASR)发布的LoRa系统芯片ASR6505,这是继ASR的LoRa系统芯片ASR6501/6502后,其推出的第三款LoRa系统芯片。当前,ASR在推出三款LoRa SIP芯片的同时, 也已着手SOC的设计。

在支撑能力上,阿里云开发了支持LoRa协议的LinkWAN(即:Alibaba Cloud Link WAN)物联网平台,同时还可提供LoRa节点设备、LoRa网关等相关产品。

雷锋网了解到,在LoRa的节点上,阿里云有两种方式:一种是通过阿里云IoT安全的产品ID,可以把标准的LoRa联盟的安全密钥下发下去,同时也支持集成安全能力的芯片,在网关放入安全的SDK,从而实现安全的连接。

再者,通过阿里云的“达尔文计划”,将包括平台、芯片和微基站在内的全链路生态服务,交付给企业一张自有可控的物联网。

5月20日,阿里云提出将进入“LoRa2.0时代”,据阿里云官方信息,除了将继续加大在LoRa芯片、IP、支撑平台上的投入以外,未来还将全力打造百亿级LoRa连接,尽快实现LoRa的全面普及。



雷锋网总结

LoRaWAN以其独特的灵活性有别于其它低功耗广域网络技术,尽管2018岁末年初的征求意见稿,曾使得LoRa在国内的发展前途未卜,势头急转直下,但在LoRa联盟的牵头下,LoRa产业链厂商紧密团结在一起合成一股强大的力量。如今,工信部的规定没有明确指出不能组网,而是表示可以做局域网,对具体应用也解除了限制,从而解决了LoRa在国内发展的不确定性问题。

其后,随着几大互联网巨头、广电、联通先后的加入,使得LoRa在国内的发展态势趋于上升状态,另外,通过开放LoRa芯片的IP授权一定程度上打消了从业人士对于其芯片供应商太过单一、容易被卡脖子的顾虑。总的来讲,国内提供给LoRa发展的产业大环境不断向好,LoRa联盟自身力量也在不断壮大。

阿里,其凭借着已获得的LoRa芯片IP授权,联合合作伙伴推出多款LoRa系统芯片,加强了自身对于物联网芯片的布局,并提出未来除了继续加大在LoRa芯片、IP、支撑平台上的投入以外,还将全力打造百亿级LoRa连接,尽快实现LoRa的全面普及。

而作为加入LoRa联盟的另一互联网巨头,腾讯自去年7月加入LoRa联盟以来,除了跨界进行网络建设,还与TTN达成战略合作,建立了适合中国发展的Things开发者社区,并在前不久的腾讯数字生态大会期间发布,帮助开发者快速创建丰富的物联网行业应用。

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