物联网成风口，LoRaWAN凭啥脱颖而出？无线通信技术发展揭秘
物联网正成风口。在当今的物联网时代，伴随着物联网的迅猛进步，无线通信技术也同步取得了显著进展。在物联网的网络层，我们不仅迫切需要更高速度和更强稳定性的5G技术，同时亦需低能耗、长距离、高连接性的LPWAN（低功耗广域网络）技术。
其中，以其独特的灵活性脱颖而出，得到物联网界的认可。
提及这一点，自然少不了LoRa，LoRa是其一个分支，归属于物理层的调制技术范畴。它运用线性调制扩频的方法，有效提升了接收端的灵敏度，并实现了相较于其他调制技术更长的通信范围。
LoRa作为低功耗广域网领域的主流技术之一，正为智慧城市的物联网转型提供强大动力。
关于LoRa技术的发展现状和未来趋势，且看下文。
关于LoRa，你了解多少？
远距离无线电，简称LoRa，是一种线性调频扩频的调制技术。它最初由法国一群年轻创业者创立的公司推出。2012年，该公司被收购，随后这项技术被集成到芯片中。基于LoRa技术，开发了一套完整的LoRa通信芯片解决方案，涵盖了多种网关和终端设备所需的LoRa芯片，从而开启了LoRa芯片产品化的新篇章。
然而，仅仅依靠基于LoRa调制技术的收发芯片，还远远不能打开庞大的物联网市场的大门。在随后的日子里，众多厂商共同推动了LoRa联盟的成立，并不断推出新的规范，这使得一个全球范围内得到数百厂商支持的广域组网标准体系得以诞生，进而构建了一个庞大的产业生态。
这一生态体系的相关技术规范、产品设计以及应用案例，均由众多厂商共同参与打造，这些要素对于构建当前庞大的产业生态至关重要。值得注意的是，这些并非任何单一企业所独有，例如，一项规范可能是一个全球范围内众多厂商共同遵循的开放性标准，任何组织或个人均有权依据这一标准进行产品开发与网络布局。
与众多网络普遍采用的网状拓扑结构相比，它便于网络规模的持续扩大，然而其不足之处在于需通过众多无关节点进行信息转发，导致路由路径曲折，进而提升了系统的复杂性及整体能耗。LoRa技术采用的是星状拓扑（TMD组网方式），其中网关以星状形式连接终端节点，然而终端节点并非仅与一个网关绑定，而是其上行数据可以发送至多个网关。从理论层面分析，用户能够借助Mesh、点对点或星形等网络协议及架构，实现网络组建的灵活性。
LoRa网络构架
LoRa系统主要在全世界范围内通用的免费频段中运作，这些频段属于非授权使用范畴，涵盖了诸如433、868、915 MHz等频率。该网络的结构由四个主要部分构成，分别是终端节点、网关、网络服务器以及应用服务器，这些部分共同协作，使得数据能够在两个方向上进行传输。
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LoRa是一种用于建立远距离通信连接的物理层或无线调制方式，与传统的FSK技术以及稳定性与安全性较差的短距离射频技术相比，LoRa采用CSS调制技术（即Chirp调制技术），在确保低功耗的同时，显著提升了通信距离。此外，CSS技术自数十年来已被广泛应用于军事和空间通信领域，以其远距离传输能力和出色的抗干扰性能而著称。
此外，LoRa技术无需构建基站，单凭一个网关就能有效管理众多设备，同时其网络部署形式亦十分灵活，这有助于显著减少建设费用。
LoRa凭借其低功耗、长传输距离、灵活组网等优势，与物联网对碎片化、低成本、大规模连接的需求高度匹配，故而在智慧社区、智能家居及楼宇、智能计量设备、智慧农业、智能物流等多个领域得到广泛应用，未来发展潜力巨大。
LoRa的特性总结：
LoRa发展现状
自2014年左右起，我国首批企业着手进行LoRa相关产品的研发工作；迄今为止，历经五年时光，LoRa技术已从小众的无线通信技术演变成为物联网领域内众所周知的重要标准。
去年开春，我国工信部无线电管理局对外发布了《微功率短距离无线电发射设备技术要求（征求意见稿）》，在意见中指出了频段的使用权，该频段可被用于无线话筒等传输声音的无线电设备，特别指出其用途是声音而非数据传输；并且明确指出“仅限于单频点使用，不得应用于网络连接”。一份关于LoRa组网技术的征询意见文件引起了业界人士的极大关注，导致我国LoRa网络的发展曾一度陷入困境。
最终，得益于产业各界的共同努力，工信部发布的政策并未明确禁止组网，而是允许建立局域网，并对具体应用实施了放宽限制，此举有效消除了LoRa在国内发展的不确定性。此外，随着腾讯、谷歌和阿里等互联网巨头纷纷加入LoRa联盟，为LoRa生态系统注入了强大的支持力量，共同应对LoRa发展过程中所遭遇的挑战。
众多科技巨头竞相投身LoRa领域，并加入LoRa联盟，这一现象反映出众多企业期望通过LoRa这一技术突破口，在物联网及产业互联网领域稳固自己的地位。其中，阿里巴巴和腾讯这两大互联网巨头将LoRa视为其物联网战略的关键切入点，他们主推的平台以及TTN平台对产业链的上下游环节产生了显著的推动作用。此外，铁塔公司、联通以及广电等企业纷纷对LoRa产业进行战略部署，此举有助于推动LoRa在各行各业中的应用实现更广泛的落地。
观察当前市场状况，我国已有超过千家企业投身于LoRa产业生态圈，形成了涵盖大型、中型和小型企业，以及传统企业和互联网企业共同参与的多元化格局。同时，国内为LoRa发展提供的产业环境持续优化，LoRa联盟自身的实力也在稳步增强。
根据资料，2018年国内LoRa芯片的出货量已超过千万片。在这一数字中，模组和表计厂商的采购量占据了相当大的比例，而基站厂商的采购量则位居其后。此外，国内还有众多零散的模组、终端厂商直接购买LoRa芯片，尽管这些采购多为小批量，但总计起来，其规模仍然相当可观。
对于众多模组、终端、系统以及应用的生产商而言，它们在技术选择上保持中立态度，而决定采用何种技术路径则主要受市场因素驱动。LoRa芯片作为支撑整个产业链的关键基础元件，其重要性不言而喻。然而，产业链的构建还需众多力量的协同努力，而这样的合力在我国已初步形成。LoRa相关产品的灵活性得到了业界的广泛认可，这不仅仅体现在其能够在各种不同的环境中独立构建网络，还在于众多开发者可以根据需求，在多个平台上便捷地获得开发援助。
在过去的一年里，LoRa技术已在智慧城市、智能园区、智慧建筑以及智慧安防等多个专业领域实现了众多实际应用。物联网业务的负责人Vivek Mohan曾指出，在全球众多垂直行业中，已经形成了超过300种具体的应用场景。
多维度下的LoRa
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从需求层面分析，我国LoRa芯片市场呈现出分散化的特点。一方面，众多行业涉足LoRa产业生态，导致难以出现具有垄断性的需求主体；另一方面，相关模组和终端的进入门槛并不高，众多中小型团队和终端制造商能够迅速推出LoRa硬件产品，从而形成一个高度竞争的市场环境。
从技术生态的角度来看，LoRa作为一种物理层的调制技术，能够应用于多种协议之中，例如常见的协议、CLAA网络协议、LoRa专属网络协议以及LoRa数据透传等。根据所采用的协议不同，最终形成的产品形态和业务模式也将呈现出多样性。该协议系由LoRa联盟倡导并推进的低功耗广域网技术，联盟亦致力于标准化工作，旨在确保全球各国LoRa网络间的互联互通。至今，已构建起涵盖“LoRa芯片、模组、传感器、基站或网关、网络服务、应用服务”在内的全方位生态体系。
观察数据可知：数据显示，在网络布局领域，超过70个国家及100多家网络服务提供商已实施LoRa网络。此外，LoRa市场规模在近几年持续迅猛扩张。与此同时，LoRa基站的数量也从7万台上升至20万台以上，其服务节点数量可达到约12亿，而实际部署的节点数量已超过9000万个。
在规模和影响力方面：美国企业是推动全球LoRa技术发展的核心力量，为了吸引更多企业加入LoRa生态系统，2015年2月，它们与Cisco、IBM等众多厂商携手，共同创立了LoRa联盟。经过四年的成长，LoRa联盟如今在全球范围内已拥有超过500家会员。
中国市场在LoRa全球生态体系构建中占据着至关重要的地位。2018年，阿里巴巴、腾讯、京东等互联网领域的领军企业纷纷以最高级别的会员资格加入了LoRa联盟。与此同时，克拉科技、地方广电、浙江联通以及联通物联网公司等LoRa生态合作伙伴亦在全国范围内积极开展LoRa网络的部署工作。
从政策层面来看，尽管工信部发布了《微功率短距离无线电发射设备技术要求（征求意见稿）》，这导致LoRa的商业化前景变得模糊不清。然而，这并未使LoRa消失，得益于业界生态伙伴的大力支持，LoRa的生命力反而变得更加坚韧，产业生态系统也在持续扩大。
结语
LoRa技术属于公司的知识产权，起初其LoRa芯片产品仅由公司独家提供，然而，单一化的LoRa产品在价格和功能等方面难免存在一定的局限。
自2018年起，公司开始对传统的产品营销策略进行革新，将知识产权授权给数家公司以开发LoRa产品，从而构建了一个多元化的市场供应体系。在此背景下，LoRa芯片的供应商们采取了差异化的发展策略，将具备不同功能的芯片进行整合，以满足多样化的应用需求。例如，通过LoRa与GPS的结合获取位置信息，或者LoRa与BLE技术配合实现与本地近场设备的通信，还有LoRa与安全芯片的结合以提升设备的安全性等，这些举措共同推动了市场的扩大。
将来，可能会涌现出更多的LoRa芯片生产商，市场规模的扩大同样对公司益处良多。
总体而言，观察可知，无论是在技术层面、供应链体系、产业结构抑或是生态构建方面，LoRa技术依旧以市场行为为主导，而大国间的政治经济竞争对LoRa市场的供需各方所造成的影响相对较小。在运用LoRa技术的物联网项目中，涉及众多技术和组成部分，其价值不仅限于通信领域。展望未来，行业需更加重视应用价值的挖掘，关注市场运作和商业模式的创新，以期在物联网时代抢占先机。
文章参考
物联网智库发表文章《超9000万LoRa节点，全球物联网的事实标准是否已然确立？》
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