LoRa·通信技术（2019）-2019.7-25页.pdf

通信技术LoRaAuthor:Grace Gao您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局01什么是LoRa？0203LoRa较量NB-IoTLoRa应用不断拓展04LoRa产业链您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局什么是LoRa？物联网应用中的无线技术，有运营商广域网的GPRS、3G、4G等，还有局域网短距离的ZigBee、Wi-Fi、蓝牙。虽然这些无线技术本身已经成熟，但是在长距离和低功耗两者之间只能二选一。LPWAN（低功耗广域网）在这个背景下应运而生，专为远距离、低带宽、低功耗、大量连接的物联网应用而设计。LPWAN包括LoRa、Sigfox和NB-IoT、eMTC等。LoRa，是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，属于通信技术之一。它的名字来源于“Long Range”的缩写，从名字就能看出来，它的最大特点就是距离长。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局什么是LoRa？速率100Mbps100bps100kbps覆盖距离1m100m10kmWiFiBluetoothZigBee4G5G3G2G LPWAN（LoRa、NB-IoT、Sigfox、eMTC)您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局什么是LoRa？LoRa起源于法国，最早由法国公司Cycleo推出。2012年，Semtech宣布收购法国公司Cycleo，开启了Semtech在物联网领域的新纪元。Cycleo拥有长距离的半导体技术IP，也就是LoRa技术的前身，并入Semtech的射频产品线平台。由此补足了Semtech的产品路线图，它和Semtech的高灵敏度、低功耗射频收发器技术的融合，能够形成创新性的技术和产品，在更长距离的应用中将大大减少基础设施投资的成本，尤其是在能源管控、安全、资产管理等领域的应用。2015年2月，在巴塞罗那移动世界大会上LoRa联盟成立。LoRaMAC被重新命名为“LoRaWAN”，成为LoRa联盟成员的规范。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa市场发展根据Semtech公司的财报显示：到2018财年末，全球部署的LoRa终端节点达5千万个。全球部署的LoRa网关有7万多台，其中包括私有和公有网络，预计2019年财年可达20万台。2018财年期间有超过50个国家宣布或完成了LoRaWAN网络部署。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局50870102030405060708090FY2018FY2019全球LoRa终端市场规模数量（单位：百万个）LoRa市场发展到2019年财年末，由LoRa网关支持的LoRa终端有12亿个，预计2020财年将达到20亿。全球部署的基于LoRa终端节点的累计数量为8700万个，预计到2020财年末将会增长到1.4亿个以上。全球部署了243,000个基于LoRa的网关，预计在2020财年将会翻一番。截至2018年底，全球基于LoRaWAN的网络运营商数量达100多个。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局724.3051015202530FY2018FY2019全球LoRa网关市场规模数量（单位：万台）什么是LoRa？LoRa技术的特点远距离最远15公里的传输距离。低功耗一颗钮扣电池可以让感测节点运作1年。低成本免牌照的频段，基础设施、节点/终端成本低。易部署基础设施以及节点或终端的低成本让网络建设运维较为容易。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局01什么是LoRa？0203LoRa较量NB-IoTLoRa应用不断拓展04LoRa产业链您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LPWAN技术标准对比NB-IoTeMTCLoRasigFox频谱授权频谱授权频谱非授权频谱非授权频谱带宽180kHz1.4MHz125k/500kHz100Hz吞吐量250kbps1Mbps50kbps100bps时延 10s100msNA NA 建网LTE软件升级LTE软件升级新建网络新建网络功耗10年10年10年10年您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa较量NB-IoTLoRaNB-IoT技术特点线性扩频蜂窝网络部署独立建网与现有蜂窝基站复用频段150MHz到1GHz运营商频段传输距离远距离（1-20km)远距离速率0.3-50kbps100kbps链接数量200k-300k/hub200k/cell您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa较量NB-IoT两者之间最主要的区别，就是频谱。NB-IoT工作于授权频谱，也就是专门划分的频段。LoRa工作于非授权频谱，也就是说，只能在某些指定的免费频段工作。再进一步说，NB-IoT必须由运营商提供服务，必须使用运营商网络。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa相对NB-IoT而言，在有些方面还是有优势安全性方面NB-IoT是运营商网络，因此数据是先传到运营商的，许多企业不愿意把自己的数据给到别人（哪怕是运营商），所以这些企业会选择部署自己的私有LoRa网络。频段方面LoRa工作在1GHz以下的非授权频段（中国主要使用470-518MHz），无需申请即可进行网络的建设，故在应用时不需要额外支付通讯费用，这也成了相关企业推广时的一大卖点。自由度方面使用NB-IoT主要依赖于运营商的基础网络设施，在很多条件恶劣的地方，运营商的基础设施并没有完全覆盖。而LoRa是一个更灵活的自主网络，在任何需要的地方，都可以进行部署，企业（甚至个人）也能成为“运营商”。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局01什么是LoRa？0203LoRa较量NB-IoTLoRa应用不断拓展04LoRa产业链您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa应用不断拓展智慧停车LoRa技术因其灵活部署的特点可以节省大量施工成本，同时一个LoRa网关可管理数百个车位的LoRa传感器，实时监控车位使用情况。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。温度、湿度、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，而且很多偏远的农场或者耕地并没有覆盖蜂窝网络，更不用说4G/LTE了，而LoRa十分适用于这样的场景。智慧水务在水表上面安装相应的LoRa模组，可以节省人力成本的同时，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。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场所部网，LoRa可以提供这样的便捷部署方案。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局01什么是LoRa？0204LoRa较量NB-IoTLoRa产业链03LoRa应用不断拓展您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa生态 从LoRa产业生态来看，其供应商格局是一个大量企业竞争性的格局。国内也已有众多基于LoRa的解决方案商、模组商、终端商。上图资料由Semtech公司提供您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa产业链LoRa 芯片Semtech相比NB-IoT芯片的开放状态，LoRa芯片在此前基本被一家垄断，就是Semtech这家公司。不过目前，已经从单一供应商逐渐转变为多供应商的格局。Semtech是美国一家提供高质量模拟和混合信号半导体产品的企业，产品包括电源管理、安全保护、高级通信、人机界面、测试和检测以及无线和传感产品方面等IC产品。其拥有远距离低功耗无线LoRa专利技术，在低功耗广域技术市场中扮演者重要的角色。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa芯片 具体来说，Semtech本身作为芯片厂商，在国内会通过代理渠道销售推广封装后的LoRa芯片，但此种方式直接销售的是仅带有LoRa收发功能的产品，作为一个通用性产品，客户需要自行去做一些定制化工作。2018年全球LoRa部署情况上图资料由Semtech公司提供您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa芯片 除此之外，LoRa芯片供应还有两种方式。Semtech授权 销售翱捷科技（ASR）意法半导体 （ST）台湾群登 科技深圳国民 技术这些厂商可以自行利用LoRa IP设计生产自己的芯片，还能够通过各种方式推出差异化芯片。Semtech也直接销售LoRa晶圆给某些重要的合作伙伴，这些公司通过SiP技术把MCU和其他芯片以及LoRa封装在一起，再自行销售SiP芯片。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa授权2018年Semtech开始改变产品的营销模式，通过LoRa IP授权的方式给客户自己做LoRa芯片。意法半导体（ST）意法半导体是世界领先的提供半导体解决方案的公司，是世界最大的半导体公司之一。具有领先的集成设备制造商，为智能驾驶和物联网提供关键解决方案。作为Semtech的授权公司，ST的相关产品迟迟未出现，不过市场早有传闻ST会推出基于LoRa技术的SoC产品。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa授权翱捷科技有限公司（ASR）2017年4月，阿里巴巴入资翱捷科技。2018年9月，阿里云IoT与Semtech公司正式签署授权协议获得了LoRa IP授权，并发布了首款LoRa系统芯片-ASR6501。主要产品：ASR6501、ASR6502、ASR6505您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa网关 辨别优质LoRa网关需注意以下几点：网关严格遵循 LoRaWAN协议；认准ADR（Adaptive DataRate，速率自适应），可以利用易扩展、易使用的优势；寻找成熟稳定的平台。公司产品特点 SemtechSX1255低功耗数字I和Q RF多PHY模式模拟前端400-510MHzSX1257低功耗数字I和Q RF多PHY模式模拟前端860-1000MHzSX1258低功耗数字I和Q RF多PHY模式模拟前端799-787MHzSX1301室外的LoRaWAN macro网关的数字基带芯片SX1308室内的LoRaWAN pico网关的数字基带芯片您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局LoRa收发器LoRa收发器具有远距离无线调制解调器，可提供超长距离扩频通信和高抗干扰性，同时最大限度地降低电流消耗。公司产品特点 SemtechSX1261远距离低功耗LoRa射频收发器+15dBm，全球频率范围覆盖SX1262远距离低功耗LoRa收发器+22dBm，全球频率范围覆盖SX1268远距离低功耗LoRa收发器+22dBm，中国频段SX1272采用LoRa技术远距离、低功耗的RF收发器860-1000MHzSX1276137MHz到1020MHz远距离低功率收发器SX1278137MHz到525MHz远距离低功率收发器您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局中美贸易战对LoRa带来的影响目前，受中美贸易战影响，国内多家科技公司被列入美国“实体清单”，面临美国相关技术的断供等种种问题。由右图的LoRa芯片生产概况可以发现，虽然Semtech是美国公司，但LoRa的所有环节（包括IP、研发乃至整个供应链）都是在欧洲和亚洲完成的。相关环节完成均不在美国属地，因此不会受到相应的限制。您的物联网中央情报局您的物联网中央情报局扫码关注：金融干货精选获取更多干货资料