趙靜+蘇光添

摘要：為了深入研究LoRa無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，首先對幾種常見的非授權(quán)頻譜低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行參數(shù)對比分析，相比于其他非授權(quán)技術(shù)，LoRa具備明顯優(yōu)勢，并說明了LoRa相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織。然后根據(jù)LoRa網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢，詳細(xì)闡述了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)機(jī)制、工作模式、自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率、消息安全加密機(jī)制等，并據(jù)此引出適用的應(yīng)用場景。最后針對LoRa自身的優(yōu)勢和NB-IoT技術(shù)的崛起，從市場和技術(shù)角度分析了LoRa面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：LPWAN LoRa NB-IoT 蜂窩通信

1 引言

低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN，Low Power Wide Area Network）技術(shù)是一種革命性的物聯(lián)網(wǎng)無線接入新技術(shù)，與Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等現(xiàn)有成熟商用的無線技術(shù)相比，具有遠(yuǎn)距離、低功耗、低成本、覆蓋容量大等優(yōu)點(diǎn)，適合于在長距離發(fā)送小數(shù)據(jù)量且使用電池供電方式的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。LPWAN作為一個新興的、剛起步的技術(shù)，其市場普遍被看好，各廠商爭先研究LPWAN，參與標(biāo)準(zhǔn)制定，設(shè)商用試點(diǎn)，市場呈現(xiàn)百家爭鳴、蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。

LPWAN技術(shù)從頻譜角度上可分為授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜兩種。截至目前，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)大部分部署在非授權(quán)頻譜，即人們熟悉的ISM頻段。一旦基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的LPWAN技術(shù)成熟，授權(quán)頻譜在未來也會成為LPWAN的選擇之一。本文的討論重點(diǎn)主要是非授權(quán)頻譜的LPWAN技術(shù)，包括LoRa、SigFox、OnRamp、NWave、Platanus等，相對授權(quán)頻譜的LPWAN技術(shù)，非授權(quán)頻譜的LPWAN技術(shù)具有搭建網(wǎng)絡(luò)靈活、快速、技術(shù)種類多等特點(diǎn)，部署成本低、商品化速度快。

2013年8月，Semtech公司向業(yè)界發(fā)布了一種新型的基于1 GHz以下頻譜的超長距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)（LoRa，Long Range）的芯片。LoRa主要面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，其接收靈敏度可達(dá)-148 dBm，與業(yè)界其他先進(jìn)水平的Sub-GHz芯片相比，最高的接收靈敏度改善了20 dB以上，確保了網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性。LoRa功耗極低，一節(jié)五號電池理論上可供終端設(shè)備工作10年以上。同時，LoRa使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，即可保持像頻移鍵控（FSK，F(xiàn)requency Shift Keying）調(diào)制相同的低功耗特性，又明顯增加了通信距離，提高了網(wǎng)絡(luò)效率并消除了干擾（不同擴(kuò)頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發(fā)送也不會相互干擾），因此在此基礎(chǔ)上研發(fā)的集中器/網(wǎng)關(guān)能夠并行接收并處理多個節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，大大擴(kuò)展了系統(tǒng)容量。

LoRa作為非授權(quán)頻譜的一種LPWAN無線技術(shù)，相比于其他無線技術(shù)（如Sigfox、NWave等），其產(chǎn)業(yè)鏈更為成熟、商業(yè)化應(yīng)用較早。LoRa技術(shù)經(jīng)過Semtech、美國思科、IBM、荷蘭KPN電信和韓國SK電信等組成的LoRa Alliance國際組織進(jìn)行全球推廣后，目前已成為新物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和智慧城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)支撐技術(shù)。

2 非授權(quán)LPWAN技術(shù)對比

表1為目前基于非授權(quán)頻譜的LPWAN主要技術(shù)的特點(diǎn)對比。LoRa、Sigfox作為非授權(quán)頻譜LPWAN技術(shù)的典型代表，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗少等優(yōu)點(diǎn)，是最有發(fā)展前景的低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)之一。目前，兩者在歐美地區(qū)都已有多個商用的案例，但是在運(yùn)營模式、抗干擾能力、完整的生態(tài)系統(tǒng)、組織推廣力度上，LoRa比Sigfox更具有優(yōu)勢。

在運(yùn)營模式方面，Sigfox只能部署在私有網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)由Sigfox掌握，廠商使用需得到授權(quán)；相反，LoRa不僅可部署在公開網(wǎng)絡(luò)和私有網(wǎng)絡(luò)，還可讓廠商擁有應(yīng)用大數(shù)據(jù)，故受到了多數(shù)廠商的青睞和支持。在技術(shù)方面，Sigfox采用FSK，只能工作于雜訊位準(zhǔn)以上，而LoRa采用線性擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，能在雜訊位準(zhǔn)以下維持有效通信，抗干擾能力更強(qiáng)。換言之，即使在各國開放頻段有限的情況下，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展、終端節(jié)點(diǎn)暴增時，雜訊水平（Noise Floor）上升，雜訊位準(zhǔn)被拉高，LoRa也能有效維持通信，而Sigfox受到干擾嚴(yán)重，無法維持穩(wěn)定通信。

3 LoRa聯(lián)盟

為了推動LoRa技術(shù)的全球大規(guī)模商用，LoRa聯(lián)盟于2015年3月宣布成立，這是一個開放的非盈利性組織，以物聯(lián)網(wǎng)、M2M、智慧城市、智能工業(yè)等應(yīng)用發(fā)展為己任，旨在促進(jìn)聯(lián)盟成員合作，共同推動LoRa技術(shù)和LoRaWAN協(xié)議發(fā)展。聯(lián)盟十分注重生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，與產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)共同合作積極推動LoRa技術(shù)的商用。聯(lián)盟成員目前包括有跨國電信運(yùn)營商、設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商、傳感器廠商、芯片廠商等，成員所在地區(qū)跨歐洲、北美、亞洲、非洲等地域。到目前為止，聯(lián)盟成員已超330家，其中不乏IBM、思科、中興、法國Orange、荷蘭KPN等重量級廠商。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域深耕三年，LoRa碩果累累。目前最新公開的官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，全球有16個國家正在部署LoRa網(wǎng)絡(luò)，56個國家開始進(jìn)行試點(diǎn)，其中運(yùn)營商荷蘭KPN電信、韓國SK電信已建成覆蓋全國的LoRa網(wǎng)絡(luò)。

2016年年初，中國LoRa應(yīng)用聯(lián)盟（CLAA，China Lora Application Alliance）在LoRa Alliance支持下，由中興通訊發(fā)起成立，是一個跨行業(yè)、跨部門的全國性組織。其會員由國內(nèi)外各類有低功耗、廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng)需求的企事業(yè)單位和專業(yè)社團(tuán)組成，旨在加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈廠家合作，構(gòu)建LoRa 技術(shù)應(yīng)用生態(tài)圈。CLAA積極推動LoRa產(chǎn)業(yè)鏈在中國的應(yīng)用和發(fā)展，建設(shè)多業(yè)務(wù)共享、低成本、廣覆蓋、可運(yùn)營的符合國內(nèi)環(huán)境的LoRa物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。隨著東方測控、中電港、中星測控、創(chuàng)高安防、唯傳科技等眾多企業(yè)逐步加入，CLAA將進(jìn)一步加大力度推動中國LoRa技術(shù)的商用。

生態(tài)系統(tǒng)的競爭成為低功耗物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵，LoRa技術(shù)具有一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，目前LoRa聯(lián)盟的成員中已有多家運(yùn)營商，未來若能吸引到更多主流運(yùn)營商的加入，則LoRa技術(shù)有望在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域形成先發(fā)優(yōu)勢。

4 LoRa技術(shù)分析

4.1 LoRa技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢

作為LPWAN技術(shù)之一，LoRa具備長距離、低功耗、低成本、易于部署、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)。表2為LoRa技術(shù)的關(guān)鍵特點(diǎn)及其對應(yīng)的優(yōu)勢：

LoRa采用線性擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，高達(dá)157 dB的鏈路預(yù)算使其通信距離可達(dá)15 km以上（與環(huán)境有關(guān)），空曠地方甚至更遠(yuǎn)。相比其他廣域低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如Sigfox），LoRa終端節(jié)點(diǎn)在相同的發(fā)射功率下可與網(wǎng)關(guān)或集中器通信更長距離。LoRa采用自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率策略，最大網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化每一個終端節(jié)點(diǎn)的通信數(shù)據(jù)速率、輸出功率、帶寬、擴(kuò)頻因子等，使其接收電流低達(dá)10 mA，休眠電流小于200 nA，低功耗從而使電池壽命有效延長。LoRa網(wǎng)絡(luò)工作在非授權(quán)的頻段，前期的基礎(chǔ)建設(shè)和運(yùn)營成本很低，終端模塊成本約為5美元。LoRaWAN是聯(lián)盟針對LoRa終端低功耗和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兼容性定義的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，主要包含網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。LoRaWAN的標(biāo)準(zhǔn)化保證了不同模塊、終端、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器之間的互操作性，物聯(lián)網(wǎng)方案提供商和電信運(yùn)營商可以加速采用和部署。

4.2 LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)機(jī)制

現(xiàn)有許多部署好的網(wǎng)絡(luò)都采用了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個單獨(dú)節(jié)點(diǎn)要通過其他節(jié)點(diǎn)傳遞信息，這不僅增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，而且縮短了電池壽命。相反，LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個典型的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)實(shí)現(xiàn)長距離連接時，終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)可直接進(jìn)行信息交互，有效減少網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和能量損耗，延長電池壽命。如圖1所示，LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由終端節(jié)點(diǎn)（內(nèi)置LoRa模塊）、網(wǎng)關(guān)（或集中器）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器四部分組成，各組成部分的詳細(xì)介紹如下：

（1）終端節(jié)點(diǎn)（含傳感器）：包括物理層、MAC層和應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)，使用LoRa線性擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，遵守LoRaWAN協(xié)議規(guī)范，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)遠(yuǎn)距離傳輸。

（2）網(wǎng)關(guān)/集中器：完成空中接口物理層的處理。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)接收終端節(jié)點(diǎn)的上行鏈路數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)聚集到一個各自單獨(dú)的回程連接，解決多路數(shù)據(jù)并發(fā)問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和轉(zhuǎn)發(fā)。終端設(shè)備采用單跳與一個或多個網(wǎng)關(guān)通信，所有的節(jié)點(diǎn)均是雙向通信。網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過以太網(wǎng)回傳或任何無線通信技術(shù)（如2G、3G、4G）建立通信鏈路，使用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP連接。

（3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器：負(fù)責(zé)進(jìn)行MAC層處理，包括消除重復(fù)的數(shù)據(jù)包、自適應(yīng)速率選擇、網(wǎng)關(guān)管理和選擇、進(jìn)程確認(rèn)、安全管理等。

（4）應(yīng)用服務(wù)器：從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器獲取應(yīng)用數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)負(fù)載的安全性，分析及利用傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行應(yīng)用狀態(tài)展示、即時警告等。

4.3 終端節(jié)點(diǎn)工作模式

LoRa終端有三種不同的工作模式，即Class A、Class B和ClassC，但一個時間內(nèi)終端只能工作于一個模式，每種模式由軟件程序進(jìn)行設(shè)置。不同的模式適用于不同的業(yè)務(wù)場景和省電模式，目前廣泛使用的為Class A類工作模式，以適應(yīng)IoT應(yīng)用的省電需求。

Class A（雙向終端設(shè)備）：A類終端設(shè)備提供雙向通信，但不能進(jìn)行主動的下行鏈路發(fā)送。每個終端節(jié)點(diǎn)的上行鏈路傳輸會跟隨兩次很短的下行鏈路接收窗口。傳輸時隙由終端設(shè)備調(diào)度，基于其自身的通訊需求并有一個基于隨機(jī)時基的微小變化，因此A類終端最省電。

Class B（支持下行時隙調(diào)度的雙向終端設(shè)備）：B類終端兼容A類終端，并且支持接收下行Beacon信號來保持和網(wǎng)絡(luò)的同步，以便在下行調(diào)度的時間上進(jìn)行信息監(jiān)聽，因此功耗會大于A類終端。

Class C（最大接收時隙的雙向終端設(shè)備）：C類終端僅在發(fā)射數(shù)據(jù)的時刻停止下行接收窗口，適用于大量下行數(shù)據(jù)的應(yīng)用。相比A類和B類終端，C類終端最耗電，但對于服務(wù)器到終端的業(yè)務(wù)，C類模式的時延最小。

4.4 自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率（ADR）策略

LoRa網(wǎng)絡(luò)中的自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率（ADR，Adaptive Data Rate）是一種改變實(shí)際的數(shù)據(jù)速率以確?？煽康臄?shù)據(jù)包傳送，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能和終端節(jié)點(diǎn)容量規(guī)模的策略。例如，靠近于網(wǎng)關(guān)的終端節(jié)點(diǎn)使用較高的數(shù)據(jù)速率和較低的輸出功率，這樣既可縮短傳輸時間，又可以有效降低功耗。只有在鏈路預(yù)算非常邊緣的節(jié)點(diǎn)才使用最低的數(shù)據(jù)速率和最大的輸出功率。ADR策略可適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的變化，支持變化的路徑損耗。為使終端設(shè)備的電池壽命和總體網(wǎng)絡(luò)容量達(dá)到最大化，LoRa網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器）通過ADR實(shí)現(xiàn)對每個終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)速率和RF輸出功率進(jìn)行管理。

在LoRa網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用條件容許的情況下，建議都對終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行ADR功能設(shè)置，具體流程如圖2所示，這樣能延長終端節(jié)點(diǎn)的電池壽命。其中，網(wǎng)絡(luò)對終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)速率優(yōu)化調(diào)節(jié)流程如圖3所示，其中數(shù)據(jù)速率的預(yù)定策略表由終端節(jié)點(diǎn)針對不同應(yīng)用環(huán)境而制定，具體可通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)。

4.5 消息安全加密機(jī)制

終端節(jié)點(diǎn)必須在與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器消息交互前的一個加入過程完成網(wǎng)絡(luò)安全的密鑰獲取。終端節(jié)點(diǎn)在接入使用時需具備以下安全信息：終端設(shè)備標(biāo)識（DevEUI）、應(yīng)用標(biāo)識（AppEUI）和AES-128應(yīng)用密鑰（AppKey）。其中，DevEUI是唯一標(biāo)識終端設(shè)備的全球終端設(shè)備ID，符合IEEE EUI64。AppEUI是存儲在終端設(shè)備中的全球唯一應(yīng)用ID，用于識別終端設(shè)備的應(yīng)用程序提供商（即使用者）。研究AppKey是一個定義于終端設(shè)備的AES-128應(yīng)用密鑰，由該應(yīng)用程序所有者分配給終端設(shè)備，從每一個應(yīng)用獨(dú)立的根密鑰中推演出來，根密鑰由程序提供者知曉并處于應(yīng)用程序提供者的控制下。

當(dāng)一個終端節(jié)點(diǎn)通過無線激活方式加入LoRa網(wǎng)絡(luò)時，將能基于AES128算法并且由密鑰AppKey衍生出終端節(jié)點(diǎn)通信所需的會話密鑰NwkSKey和應(yīng)用密鑰AppSKey，其中會話密鑰NwkSKey用于網(wǎng)絡(luò)MAC通信的安全保障，而應(yīng)用密鑰AppSKey用于保障應(yīng)用的端到端安全。

為了保證LoRa網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩?，終端節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器消息交互前必須先對消息進(jìn)行加密處理。LoRa網(wǎng)絡(luò)消息安全加密流程如圖4所示。第一步：使用NwkSKey或AppSKey密鑰對MAC負(fù)載幀（FRMPayload）加密，其中加密方案使用基于IEEE 802.15.4/2006 Annex B[IEEE802154]的AES加密，密鑰長度為128位。第二步：采樣基于[RFC4493]：The AES-CMAC Algorithm，June 2006的AES簽名算法CMAC生成消息一致性碼（MIC），此階段只使用密鑰NwkSKey。其中，當(dāng)FPort=0時，幀負(fù)載只包含MAC命令；而當(dāng)FPort≠0時，幀負(fù)載只包含傳輸數(shù)據(jù)，此時FPort值代表幀負(fù)載數(shù)據(jù)的大小。

5 LoRa應(yīng)用分析

根據(jù)LoRa技術(shù)的關(guān)鍵特點(diǎn)可知，LoRa非常適用于要求具備功耗低、距離遠(yuǎn)、容量大以及可定位跟蹤等特點(diǎn)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如智能抄表、智能停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農(nóng)業(yè)、智慧工業(yè)、智慧城市、智慧社區(qū)等應(yīng)用和領(lǐng)域。表3所示為LoRa網(wǎng)絡(luò)適用的應(yīng)用案例：

目前LoRa網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球多地進(jìn)行試點(diǎn)或部署。據(jù)最新公布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，全球有16個國家正在部署LoRa網(wǎng)絡(luò)，56個國家開始進(jìn)行試點(diǎn)，如美國、法國、德國、澳大利亞、印度等。荷蘭KPN電信、韓國SK電信在2016年上半年部署了覆蓋全國的LoRa網(wǎng)絡(luò)，提供基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。相對于LoRa技術(shù)在國外發(fā)展的如火如荼，國內(nèi)LoRa應(yīng)用略顯冷淡。目前可看到的公開應(yīng)用是國內(nèi)AUGTEK公司在京杭大運(yùn)河開展的LoRa網(wǎng)絡(luò)（智慧航道）建設(shè)，據(jù)悉目前已經(jīng)完成江蘇段的全線覆蓋。其實(shí)國內(nèi)從事LoRa模塊和方案開發(fā)的廠商并不少，除AUGTEK之外，還有洲斯物聯(lián)、思創(chuàng)匯連、普天通達(dá)、NPLink、門思科技、利爾達(dá)、通感微電子、上海雍敏、武漢拓寶、博大光通、縱行科技、唯傳科技、三凡信息等眾多公司。隨著國內(nèi)廣域物聯(lián)網(wǎng)噴發(fā)式的發(fā)展和CLAA組織對LoRa應(yīng)用的積極推動，國內(nèi)基于LoRa應(yīng)用的試點(diǎn)將會越來越多地被部署在各行各業(yè)，以提供優(yōu)質(zhì)高效的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

6 LoRa面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇分析

近幾年物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展勢頭迅猛，具有巨大的市場前景。而在廣域物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域中，NB-IoT的發(fā)展非常迅速，得到了眾多通信企業(yè)的支持，電信設(shè)備供應(yīng)商如愛立信、諾基亞、華為和中興等，大型電信運(yùn)營商如AT&T、中國移動、中國聯(lián)通和中國電信等，以及芯片解決方案供應(yīng)商如高通等。NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)于2016年6月獲得國際組織3GPP批準(zhǔn)通過，標(biāo)準(zhǔn)核心協(xié)議正式凍結(jié)，國內(nèi)NB-IoT行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)在2016年年底發(fā)布，2017年初有望規(guī)模商用。NB-IoT網(wǎng)絡(luò)不僅具有LPWAN中長距離、低功耗、低成本、標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)勢，而且是窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可直接部署于原有蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級。因此，NB-IoT得到了運(yùn)營商的積極推動，有望成為下一代運(yùn)營商主導(dǎo)的授權(quán)頻譜的廣域物聯(lián)網(wǎng)公網(wǎng)，這給LoRa網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

新崛起的廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)NB-IoT的迅速發(fā)展給LoRa帶來挑戰(zhàn)的同時，也帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。NB-IoT的發(fā)展使得整個市場對于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的需求被激發(fā)，LoRa反而能更快速、更大限度地被市場所意識。下面從市場和技術(shù)兩個角度來分析LoRa的發(fā)展機(jī)遇。

（1）市場角度看LoRa發(fā)展機(jī)遇

LPWAN技術(shù)有兩種應(yīng)用分類，分別是分散型應(yīng)用和行業(yè)性應(yīng)用。分散型應(yīng)用指的是終端產(chǎn)品的用戶是分散的或產(chǎn)品在地域分布上是分散的或者產(chǎn)品具有頻繁移動的屬性。這樣的應(yīng)用對LPWAN的需求主要是更大范圍的網(wǎng)絡(luò)覆蓋以解決用戶的區(qū)域分布和可移動屬性對網(wǎng)絡(luò)的要求。這一類的產(chǎn)品以消費(fèi)電子和基于定位的應(yīng)用為主。行業(yè)性應(yīng)用指的是單客戶具有在小范圍進(jìn)行局部網(wǎng)絡(luò)部署的條件，在局部范圍內(nèi)具有足夠可承擔(dān)起網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的終端需求數(shù)量，此時往往會基于本身的應(yīng)用需求對LPWAN協(xié)議細(xì)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，對數(shù)據(jù)安全有更高的需求。

NB-IoT通過運(yùn)營商部署廣域物聯(lián)網(wǎng)的方式無法滿足協(xié)議細(xì)節(jié)修改的需求，其數(shù)據(jù)安全性和局域網(wǎng)也不可相提并論，因此難以解決行業(yè)應(yīng)用的需求，更適合分散型應(yīng)用。相比之下，LoRa作為最受歡迎的非授權(quán)頻譜LPWAN技術(shù)之一，運(yùn)營方式更加靈活，可以是以運(yùn)營商主導(dǎo)的大范圍公開網(wǎng)絡(luò)，也可以是私人部署的專用局域網(wǎng)絡(luò)，如公安、交通、民航、物流、鐵路、安防等行業(yè)。LoRa網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以滿足行業(yè)客戶協(xié)議細(xì)節(jié)調(diào)整的需求，可快速幫助客戶低成本地建設(shè)局域網(wǎng)以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)營，同時不僅能適應(yīng)分散性應(yīng)用需求，還能很好地滿足行業(yè)性應(yīng)用需求。

（2）技術(shù)角度看LoRa發(fā)展機(jī)遇

NB-IoT芯片量產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)要到2017年，而NB-IoT從芯片量產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)到大規(guī)模商用理論上至少還需要2年以上的時間。從資費(fèi)角度，前期用戶數(shù)量少，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本高，資費(fèi)勢必較高，高資費(fèi)又會反過來影響用戶數(shù)量的增長。

相比NB-IoT，LoRa已經(jīng)在市場上深耕了3年多的時間，具備廣域物聯(lián)網(wǎng)公網(wǎng)、專用局域網(wǎng)的成熟商用案例經(jīng)驗(yàn)，有明確的性能參數(shù)、成本、部署周期等信息。NB-IoT的強(qiáng)勢來襲從側(cè)面刺激了用戶對LPWAN的高度熱情，激發(fā)了更多的LPWAN應(yīng)用需求，在NB-IoT短期無法實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)量快速增長的時間點(diǎn)給了LoRa快速發(fā)展的機(jī)遇。同時，LoRa如何能在NB-IoT還沒有成熟商用前挖掘更多的基于LoRa的應(yīng)用需要LoRa聯(lián)盟、CLAA的共同努力，從而提供更優(yōu)質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，培養(yǎng)用戶粘性，快速實(shí)現(xiàn)LoRa應(yīng)用和結(jié)點(diǎn)數(shù)量的高增長。

7 結(jié)束語

LoRa是一種適合于具有低功耗、低成本、遠(yuǎn)距離等需求的廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的非授權(quán)頻譜網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，目前已在全球內(nèi)廣泛部署使用。面對授權(quán)頻譜廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)NB-IoT發(fā)展所帶來的挑戰(zhàn)，LoRa應(yīng)該在NB-IoT還沒成熟商用之前，積極推動挖掘出更多具有實(shí)用性、高效性的應(yīng)用，給用戶提供更優(yōu)質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，培養(yǎng)用戶粘性，快速實(shí)現(xiàn)LoRa應(yīng)用和節(jié)點(diǎn)數(shù)量的高增長，在未來廣域物聯(lián)網(wǎng)的競爭中占據(jù)重要的一席之地。

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