4月16日，LoRa 聯(lián)盟（LoRa Alliance）發(fā)布了 LoRaWAN 開發(fā)路線圖，以引導(dǎo)該標(biāo)準(zhǔn)未來演進的方向。
LoRaWAN 開發(fā)路線圖
LoRa 作為低功耗廣域網(wǎng)通信領(lǐng)域的“明星”之一，是 Semtech 公司專有的一種基于擴頻技術(shù)的超遠距離無線傳輸技術(shù)。而 LoRaWAN 則是用來定義網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，由 LoRa 聯(lián)盟推出的低功耗廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以有效實現(xiàn) LoRa 物理層支持遠距離通信，可以完成設(shè)備的入網(wǎng)管理，數(shù)據(jù)加密，速率控制等。
最新發(fā)布的這份新路線圖強調(diào)了 LoRaWAN 從構(gòu)建和互連網(wǎng)絡(luò)到專注于使技術(shù)更快、更容易部署的演變，計劃進一步增強 LoRaWAN 標(biāo)準(zhǔn)中已納入的幾個關(guān)鍵功能。LoRa 聯(lián)盟對此表示，這項工作已成功使 LoRaWAN 成為部署量最多的低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN），引領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展，推動了物聯(lián)網(wǎng)連接的增長。
哪些演進值得關(guān)注？
縱觀這份路線圖，可以看到 LoRa 聯(lián)盟的工作主要從五個方向展開，跨越了四個相互重疊的階段：從 2015 年至 2017 年期間建立網(wǎng)絡(luò)，到 2018 年至 2020 年期間連接網(wǎng)絡(luò)，再到 2021 年至 2023 年期間使 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)的部署更加容易。遙望 2027 年，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將使應(yīng)用程序更容易實現(xiàn)可擴展性。
路線圖的一些核心要點如下：
①目標(biāo)市場的擴展
通過 LoRaWAN 增強 NTN（非地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)） 的連接性，例如通過長距離-跳頻擴頻（LR-FHSS）更好地優(yōu)化頻譜，使 LoRaWAN 遠遠超出對大規(guī)模 IoT 網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期容量要求。
增強的中繼功能，提高 LoRaWAN 信號在嘈雜或復(fù)雜環(huán)境中的覆蓋范圍，以便在任何地方部署傳感器。
快速、低功耗的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)，為移動網(wǎng)關(guān)等新部署選擇帶來新的部署選項，并為關(guān)鍵市場（如公用事業(yè)）提供顯著價值。
②超級可擴展性
通過簡化配置文件管理和設(shè)備遷移來簡化部署。
通過 LoRaWAN 攜帶符合 GS1 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識符（如RFID、條形碼和電子產(chǎn)品代碼 EPC）來有效識別產(chǎn)品和資產(chǎn)。
通過自動從在線存儲庫下載設(shè)備配置文件來簡化設(shè)備與 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)的集成。
③核心網(wǎng)絡(luò)管理
通過標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)接口來增強設(shè)備的互操作性。
④認證
通過空中固件更新增強客戶信任，將繼電器整合到 LoRaWAN 認證測試中，以驗證這些功能的運行。
通過將高級互操作性測試添加到 LoRaWAN 認證測試套件中，為終端用戶提供對不同供應(yīng)商設(shè)備的互操作性信任。
⑤物理/鏈路層開發(fā)
將密碼敏捷性集成到 LoRaWAN 中，從而允許使用當(dāng)前和未來的各種加密套件作為 LoRaWAN 鏈路層的擴展，而不需要該層發(fā)生演變。
其中尤為值得關(guān)注的是通過 LoRaWAN 增強 NTN 的連接性。
說起基于 LoRa 技術(shù)的星地通信，其實可以追溯到 2018 年甚至更早。2018 年 2 月舉辦的 TTN (TheThings Network) 大會，就已經(jīng)證明了 LoRa 可在衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)下應(yīng)用的可能性。在當(dāng)時現(xiàn)場演示中，接收機捕捉到了從低軌衛(wèi)星傳來的 LoRa 信號。
2021 下半年，英國太空初創(chuàng)公司 SpaceLacuna 首次使用荷蘭 Dwingeloo 的射電望遠鏡從月球上反射回 LoRa 信息，其中一條消息甚至包含完整的 LoRaWAN 幀。
接收到的消息頻譜圖，包含調(diào)制的呼號“PI9CAM”
接收信號的延遲多普勒圖
2022 年 2 月，LoRa 聯(lián)盟宣布 LoRaWAN 協(xié)議支持 LR-FHSS (長距離-跳頻擴頻，Long Range-Frequency Hopping Spread Spectrum) 功能，同期，Semtech 也宣布 LoRa 芯片支持 LR-FHSS，通過 LoRa 芯片與網(wǎng)關(guān)的軟件升級，可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)容量和抗干擾能力，實現(xiàn)從傳感器到衛(wèi)星的低功耗、可靠的直接通信。
LoRa 與衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合項目也有落地。美國衛(wèi)星電視運營商 EchoStar 于 23 年 9 月份表示，公司旗下 EchoStar Mobile Limited 與 The Things Industries 合作，為歐洲各地的企業(yè)部署混合衛(wèi)星并提供 LoRa 物聯(lián)網(wǎng)解決方案。兩家公司已將 EchoStar 的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)功能整合到 The Things Stack 中，這是一款基于云的 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使客戶設(shè)備能通過衛(wèi)星或地面網(wǎng)絡(luò)進行實時雙向通信。
今年 3 月， Semtech 宣布將 NTN 支持集成到其 HL 系列 LPWA 模塊中，特別是 HL7810 和 HL7812，使設(shè)備能夠通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)保持可靠的全球連接，即使在最偏遠的地區(qū)也支持連續(xù)連接。Semtech 與衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)先驅(qū)公司 Skylo 合作，其即將推出的軟件更新將提供對 Skylo 廣泛網(wǎng)絡(luò)的訪問，該更新計劃于第二季度進行商業(yè)發(fā)布，并等待在 Skylo 網(wǎng)絡(luò)上進行測試和認證。
LoRaWAN 開放標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展推動了 LPWAN 在全球范圍內(nèi)跨地面和衛(wèi)星非地面網(wǎng)絡(luò)的部署，包括混合網(wǎng)絡(luò)方法。隨著衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)市場的持續(xù)火熱，LoRa 聯(lián)盟將根據(jù)市場需求和新用例繼續(xù)改進和擴展 LR-FHSS，以實現(xiàn)大規(guī)模的全球 LoRaWAN 連接，助推天基物聯(lián)網(wǎng)愿景的實現(xiàn)。
此外，LoRaWAN 在超級可擴展性方面的演進也值得關(guān)注。通過 LoRaWAN 攜帶符合 GS1 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識符（如RFID、條形碼和電子產(chǎn)品代碼 EPC）來有效識別產(chǎn)品和資產(chǎn)。LoRa 聯(lián)盟還計劃自動化設(shè)備入網(wǎng)流程，通過使用標(biāo)準(zhǔn) API 從在線存儲庫請求設(shè)備配置文件；這將建立在以前圍繞 QR 碼進行的工作基礎(chǔ)上。
在相關(guān)新聞稿中，LoRa 聯(lián)盟著重提及了典型案例 ZENNER 網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)展示了 LoRaWAN 目前的高容量特性，它在 15 個國家的超過 100,000 個網(wǎng)關(guān)上運行著近 750 萬個傳感器，為能源供應(yīng)商、房地產(chǎn)行業(yè)、城市和自治市、市政公用事業(yè)以及工業(yè)運營提供服務(wù)。
LoRaWAN 發(fā)展態(tài)勢
近年來，無論是技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)，還是生態(tài)、應(yīng)用，LoRa 和 LoRaWAN 都取得了一些顯著的成果。
連接數(shù)
根據(jù)知名市場研究機構(gòu) IoT Analytics 發(fā)布的最新版全球低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN）跟蹤和預(yù)測報告：全球 LPWAN 連接數(shù)持續(xù)增長，截至 2023 年底，全球 LPWAN 連接數(shù)接近 13 億，預(yù)計未來幾年將以 26% 的年復(fù)合增速增長，到 2027 年連接數(shù)將達到 30 億。在不包括中國的全球市場中，2023 年 LoRa 的連接數(shù)占 LPWAN 連接總數(shù)的比例是 41%，LTE-M 連接數(shù)占比為 31%，而 NB-IoT 僅為 20%。
換言之，排除中國市場，LoRa 仍然占據(jù) LPWAN 連接的首位。縱使有 NB-IoT、LTE-M 這樣的強勁對手，但借助過去幾年打下的基礎(chǔ)以及 LoRa 生態(tài)靈活的商業(yè)合作模式，讓 LoRa 在未來幾年的物聯(lián)網(wǎng)市場上依然保持穩(wěn)定的市場份額和影響力。
IoT Analytics 預(yù)計，到 2027 年，除中國市場外，全球 LPWAN 市場上 LoRa 連接數(shù)仍然有 36% 的份額，依然占據(jù) LPWAN 技術(shù)的首位。
應(yīng)用落地
今年 1 月，LoRa 聯(lián)盟發(fā)布了其 2023 年年終報告。報告指出 LoRaWAN 在多個垂直市場的全球部署增長強勁，包括智能建筑、公用事業(yè)、城市、農(nóng)業(yè)和工業(yè)。亞太地區(qū)一些 LoRaWAN 項目和大型部署包括：
Tata Communications 已經(jīng)完成了兩項重大部署的規(guī)模，其中一項能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋 25 多萬個終端節(jié)點的互聯(lián)工人解決方案，用于在金屬和采礦、石油和天然氣、汽車、制藥等領(lǐng)域的大型制造公司里監(jiān)測健康、安全和生產(chǎn)力情況；另一項利用 LoRaWAN 在印度和中東提供 30 多萬個智能自動照明解決方案，從而管理大范圍區(qū)域的路燈基礎(chǔ)設(shè)施。
Semtech 成為韓國某大型水計量部署項目的合作伙伴，該項目部署了 25 萬個傳感器。Leotek 通過使用 SJI LoRaWAN 模塊為韓國主要地方政府提供先進的水計量基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。
Milesight（星縱物聯(lián)）在中國各地完成了多個部署項目，約累計部署了 50000 臺 LoRaWAN 設(shè)備。這些項目包括：提高園區(qū)管理效率并降低能耗的照明控制系統(tǒng)升級；憑借使用 LoRaWAN 的智能建筑來實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，包括照明和設(shè)備控制，能源、環(huán)境和空間管理，從而提高工作效率和生產(chǎn)力；以及采用 LoRaWAN 智能垃圾桶傳感器和漏水檢測器的可持續(xù)高效建筑管理，這可以提高運營效率，確保顧客滿意度，并整合舊樓系統(tǒng)。
愛物聯(lián)科技有限公司安裝了一個由 400 多臺 TEKTELIC LoRaWAN 網(wǎng)關(guān)組成的網(wǎng)絡(luò)，對接 25000 多個智能測量和應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)傳感器進行工作，這是 LoRaWAN 在新加坡的里程碑。
SenRa 與印度一家大型建筑管理系統(tǒng)公司合作，優(yōu)化與擴展其覆蓋 65 英畝場地的 LoRaWAN 部署，同時在項目初始階段利用 250 多個傳感器來支持水計量與管理、漏水檢測和遠程監(jiān)控。
……
值得一提的是，LoRa 聯(lián)盟還曾展示過 LoRaWAN 如何引領(lǐng)全球工業(yè)向工業(yè) 5.0 市場演進，并表示推動工業(yè) 5.0 刻不容緩。
在一篇名為《利用工業(yè) 5.0 及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)工廠及倉庫自動化》論文中，作者比較了不同通信協(xié)議及物聯(lián)網(wǎng)平臺，他們認為，在落地方面，最高效的物聯(lián)網(wǎng)處理器核心為 ARM Cortex，而最有效的通信協(xié)議及技術(shù)為 LoRaWAN 協(xié)議。
LoRa 聯(lián)盟 CEO 兼主席摩爾表示，“大規(guī)模 LoRaWAN 的部署，為實現(xiàn) ESG 目標(biāo)及工業(yè) 5.0 落地鋪平了道路?！?/p>
生態(tài)建設(shè)
由于 LoRa 生態(tài)具備靈活的商業(yè)合作模式，全球已經(jīng)有 170 多個主要移動網(wǎng)絡(luò)運營商部署了 LoRaWAN 標(biāo)準(zhǔn)，其連接范圍遍及全球。同時，各類垂直行業(yè)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、OEM 廠商也持續(xù)加大對 LoRa 的應(yīng)用——
例如，亞馬遜 AWS 發(fā)布過多個基于 LoRaWAN 的產(chǎn)品。AWS IoT 可支持 LoRaWAN 的消息，這意味著用戶可以在 AWS 云服務(wù)器上使用 LoRaWAN 來連接、控制和管理自己的低功耗無線設(shè)備。同時，AWS 自研的通訊技術(shù) Sidewalk 也是將 LoRa 調(diào)制技術(shù)融入其中。
全球最大模組廠商移遠通信近期也發(fā)布了 LoRa 模組產(chǎn)品。在 CES 2024 期間，移遠通信正式推出高性能 LoRa 模組 KG200Z。該模組具有超低功耗、遠距離傳輸、高性價比、高可靠性等綜合優(yōu)勢，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對雙向通信、端到端安全、移動性和本地化服務(wù)的關(guān)鍵需求。
寫在最后
LoRa 聯(lián)盟董事會成員、Netmore Group AB 首席執(zhí)行官 Ove Anebygd 表示：“ LoRa 聯(lián)盟最新提出的開發(fā)路線圖中所體現(xiàn)的持續(xù)創(chuàng)新，包括那些需要通過中繼器、移動網(wǎng)關(guān)和非地面網(wǎng)絡(luò)提供改進或擴展連接的用例，將繼續(xù)鞏固該技術(shù)的領(lǐng)先地位。對于 Netmore 和我們的全球客戶來說，這些優(yōu)勢將為轉(zhuǎn)化為服務(wù)優(yōu)化、成本節(jié)約、法規(guī)遵從性和資源節(jié)約。這在公用事業(yè)和能源領(lǐng)域最為明顯，基礎(chǔ)設(shè)施計量和監(jiān)控解決方案正在迅速擴展?！?/p>
LoRaWAN 標(biāo)準(zhǔn)實質(zhì)上已經(jīng)成為運營商級別物聯(lián)網(wǎng) LPWAN 安全連接的全球標(biāo)準(zhǔn)，隨著路線圖的發(fā)布，整個生態(tài)也將朝著更加清晰的目標(biāo)前進。
