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在说物联网的时候,我说过最多的一个词,就是“NB-IoT”。
【参考阅读】往期关于NB-IoT的推送文章:
听说以后都是这个NB玩意的天下啊。。。
NB-IoT到底能干些啥?
其实,对于物联网复杂的应用场景来说,要考虑的因素很多,包括成本、速率、寿命、移动性和覆盖范围等等,绝对不是某项单一技术标准就可以称霸天下的。
“LoRa”,就是一项和NB-IoT激烈竞争的LPWAN技术。
LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗广域网)
[h1]什么是LoRa[/h1]
LoRa,是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,属于物联网通信技术之一。
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。
虽然目前LoRa的声势并没有NB-IoT那么浩大,但算起资历来,NB-IoT还要叫LoRa一声“哥”。
2013年8月,美国Semtech(升特)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的芯片,就是我们的LoRa芯片。
LoRa一经推出,就凭借它惊人的灵敏度(-148dbm)、强悍的抗干扰能力、出色的系统容量表现,赢得了广泛的关注。
说白了,LoRa改变了传输功耗和传输距离之间的平衡,彻底改变了嵌入式无线通信领域的局面。它给人们呈现了一个能实现远距离、长电池寿命、大系统容量、低硬件成本的全新通信技术,而这正是物联网(IoT)所需要的。
表格来源:全球物联网观察
手握法宝的Semtech公司,当然不遗余力地对LoRa技术进行推广。
2015年,Semtech牵头成立了国际LoRa联盟(LoRa Alliance)。创始成员中有IBM、思科这样重量级产巨头,也有知名半导体厂商MicroChip。此外,联盟还拉拢了众多电信运营商,如:新加坡电信SingTel、荷兰皇家电信KPN、瑞士电信Swisscom、比利时电信运营商Belgacom。
众所周知,一项技术能不能发扬光大,最主要就是看它的生态系统是否强大。
国际LoRa联盟成立之初,就特别注重生态系统建设。在联盟的推动下,LoRa的产业链已相当成熟,从底层的芯片、模组到设备制造、系统集成,都有相关厂商。
来源:LoRa联盟官网LoRa在国际上的发展远比国内要火爆得多。
来源:LoRa联盟官网
据最新公布的相关数据显示,LoRa联盟成员已发展到500多家,全球有52个运营商正在部署LoRa网络,超过100个国家和地区开始进行试点,如美国、法国、德国、澳大利亚、印度等。荷兰KPN电信、韩国SK电信早在2016年上半年就部署了覆盖全国的LoRa网络,提供基于LoRa的物联网服务。
[h1]LoRa VS NB-IoT[/h1]
LoRa和NB-IoT之争,某种意义上来说,就是中兴和华为之争。
NB-IoT这项技术,自从2016年6月份标准冻结之后,就在不断地吸引众人的眼球。
今年三大运营商都在力推NB-IoT,几乎每天都有相关的新闻刷出。
甚至工信部都发文加持,一时之间,世人有点“只知NB,不知LR”了。
事实上,LoRa并没有认输,相反,它还在不断地进行反击。
“脚踩两条船”的OFO
从技术性能上来说,LoRa和NB-IoT其实是势均力敌的。
表格来源:全球物联网观察
它们的应用范围和服务对象,也基本上是一致的。
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。
这就是为什么,国内三大运营商都是只推NB-IoT技术。
其实,LoRa相对NB-IoT而言,在有些方面还是有优势的:
Semtech CEO 马赫斯瓦兰 中兴高级副总裁 徐慧俊
简单地说,CLAA要做的就是所有联盟成员按照共同标准来在全国各地建立基站,把大量的分散的LoRa网络利用起来,建立一个全国性的骨干网络(有点聚沙成塔的味道)。
在中兴的努力下,CLAA联盟成员数还超过了国际LoRa 联盟。目前,CLAA联盟成员超过850家,并且还呈加速发展趋势,17年底成员将达到1000家。
为了LoRa,中兴也是拼了,还专门成立子公司(中兴克拉科技有限公司),到处找合作伙伴,签合作协议。。。
就在前几天,10月19日,中兴通讯还主办了国际LoRa联盟第9届全联盟大会(暨2017中国LoRa物联网国际峰会)。
总而言之,目前NB-IoT和LoRa正处于竞争的白热化阶段,现在就说NB-IoT稳操胜券还为时过早。通信技术日新月异,市场发展也瞬息万变,什么事情都有可能发生。再说了,“混搭”一贯是通信技术的发展特色,你看2G不是还在老骥伏枥嘛。。。
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LoRa的名字来自Long Range的缩写,是由Semtech公司发布基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术。评价LoRa要对其优势,与其他无线通信技术的差异,以及应用在现今物联网中的表现几个方面做客观的分析。 1.LoRa网络架构 首先是网络架构方面,LoRa主要在全球免费频段运行(即非授权频段),包括433、868、915MHz等。LoRa网络主要由终端(可内置LoRa模块)、集中器/网关(或称网关/基站)、服务器和云端四部分组成,应用数据可双向传输,如下图所示。德国莱茵TÜV(以下简称“TÜV莱茵”)是国际专业的第三方检验机构,自1872年成立以来,始终致力于解决人类、环境和科技互动过程中出现的挑战,提供安全、可持续的解决方案。TÜV莱茵是LoRa联盟全球第一个认可的独立第三方授权实验室,也是LoRa联盟草创期的贡献会员;在Bluetooth、zigbee、DALI、KNX通讯技术认证上,TÜV莱茵通讯实验室在台湾有多项第一且唯一的记录。
LoRa网络架构
在LoRa网络中,每个终端节点并不会直接彼此相连,都需先连至网关后,才能连回中央主机,或是通过中央主机将数据传到另一个节点。在这种架构下,即便2个终端装置位于不同区域、联机至不同网关,也能互相传送数据,进一步提升数据传输的范围。
2.技术优势
整体来说,LoRa技术让使用者不用在传输距离和功耗中取舍,有远距离、低功耗(电池寿命可长达5-10年)、多节点、低成本的特性,其大容量的系统可以扩充套件感测网络。其长通讯距离(1~20km)的特性能够让单一网关或基地台覆盖整个城市或数百平方公里的区域,且其信号对建筑的穿透力也很强。
因LoRa采用星状拓朴,与现今大部分采用的网状拓朴不同,统一经由网关传输信息,因此只要增加网关就可扩大覆盖范围,不像终端需要计较施工与维护的便利性,进而减少设施成本。同时,网关可以连接电源与一般的有线网络系统,如此一来,节点就可以将消耗电力较高的工作,交由网关与中央主机负责,将传输量最小化以提高续航力。较低的数据速率也延长了电池寿命和增加了网络的容量。
LoRa联盟曾指出,没有一种技术能够满足所有应用场景,目前现存的Wi-Fi无线网络与低功耗蓝牙都仅适合用于个人装置、在家中室内范围使用,而移动通讯技术则能满足长距离、高流量的需求,但是耗电量相对也高出许多。LoRa虽然数据传输速度较慢,但其省电与通过电池长时间续航的特性,适合用于传感器等物联网装置。
3.LoRa应用
而在应用方面,LoRa的这些技术特点适合于低成本大规模的物联网部署,如智能抄表、智能停车、车辆追踪、宠物跟踪、智慧农业、智慧工业、智慧城市、智慧小区等应用领域。
基本上很清晰,PHY出来的I/Q信号交给基带处理,再通过SPI给主控。有个小细节SX1301可以直接识别GPS的timestamp信号,用于基站间的时间同步,毕竟同步是必要的嘛。
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忘记说了,这些都是开源的,在树莓派上跑了一些简单的应用。
整体图
Radio部分细节图
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似乎就这些了,不定期关注这个技术,有兴趣的可以看一下LoRaWAN spec的Class A和Class B部分,基本够用了,实现起来也简单。
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最后再来张图,这个是非常不错的项目。
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一年前做的项目,我主要负责网络,TDMA网络时间同步很难做。
简单概括下:LoRa为低功耗广域物联网技术,具有低功耗、远距离覆盖、低成本的特点;相比国内另一项技术NB而言,具有成本低、功耗低的特点,更适用于场景集中的,如居民抄表、企业传感采集等场景。例如由LoRa基站、LoRa通讯模组以及物联网管理平台构成的锐捷LoRa物联网通讯方案,已在不少水务公司应用比较广泛;而相比较终端密度分散的应用,比如共享单车这些,则需要大量建站,NB会更合适些。