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      工信部新規(guī)落地,對LoRa到底是利好還是利空?

      • 來源:互聯(lián)網(wǎng)
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      • 2019-11-30
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      11月28日,工信部發(fā)布了2019年第52號公告,進(jìn)一步規(guī)范了微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備的諸多事項(xiàng)。

      在該公告發(fā)布之后,部分業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,根據(jù)新規(guī),低功耗、遠(yuǎn)距離的局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)LoRa因?yàn)樾乱?guī)的一些限制,恐怕是要涼涼了。而另一部人則認(rèn)為,國內(nèi)LoRa非但沒有受到限制,反而新規(guī)肯定了LoRa可以用于無線組網(wǎng),對LoRa是利好。

      那么到底是怎么回事呢?

      首先,工信部新規(guī)第七條有寫到:

      對此,無線電管理局做出了詳細(xì)解讀:

      那么這個(gè)規(guī)定跟LoRa有什么關(guān)系呢?LoRa是由美國Semtech公司創(chuàng)建的一項(xiàng)低功耗、遠(yuǎn)距離的局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)。而LoRa工作使用的就是免授權(quán)的ISM頻段,但各國或地區(qū)的ISM頻段使用情況是不同的。下表是LoRa聯(lián)盟規(guī)范里提到的部分使用的頻段:

      可以看到LoRa的ISM頻段包括470-510MHz、865-867MHz、867-869MHz、902-928MHz、920-925MHz等。其中,在中國的工作頻段就是470-510MHz。而主要技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域則是“計(jì)量表”。

      可以看到,前面工信部的公告當(dāng)中,明確提到,自2022年1月1日起,停止生產(chǎn)或者進(jìn)口不符合本公告但符合《關(guān)于發(fā)布<微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求>的通知》(信部無〔2005〕423號)規(guī)定的民用計(jì)量儀表、模擬式無繩電話機(jī)和698-787MHz頻段的微功率設(shè)備。

      注意上面,不符合本公告但是符合《關(guān)于發(fā)布<微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求>的通知》規(guī)定的民用計(jì)量儀表將要停止生產(chǎn)或者進(jìn)口。也就是說,除了這次的通知當(dāng)中沒有規(guī)定的禁止的設(shè)備之外,在《關(guān)于發(fā)布<微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求>的通知》規(guī)定當(dāng)中的民用計(jì)量儀表也需要停止生產(chǎn)和進(jìn)口。

      我們來看,《關(guān)于發(fā)布<微功率(短距離)無線電設(shè)備的技術(shù)要求>的通知》(信部無〔2005〕423號)當(dāng)中關(guān)于計(jì)量表的規(guī)定:

      也就是說原來符合以上要求的,包括470-510MHz頻段內(nèi)的LoRa設(shè)備將要停止生產(chǎn)和進(jìn)口。這可能是很多人說LoRa要涼的其中一個(gè)原因。

      不過,此次在工信部第57號公告當(dāng)中,第一條有明確指出,“生產(chǎn)或者進(jìn)口在國內(nèi)銷售、使用列入并符合《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備目錄和技術(shù)要求》(見附件)的無線電發(fā)射設(shè)備,無需取得無線電頻率使用許可、無線電臺(tái)執(zhí)照、無線電發(fā)射設(shè)備型號核準(zhǔn),但應(yīng)當(dāng)符合產(chǎn)品質(zhì)量等法律法規(guī)、國家標(biāo)準(zhǔn)和國家無線電管理有關(guān)規(guī)定!

      那么我們再來看看《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備目錄和技術(shù)要求》當(dāng)中關(guān)于工作頻段在470-510MHz的計(jì)量表的規(guī)定:

      可以看到,其中規(guī)定的對應(yīng)的幾個(gè)要求:

      1、限在建筑樓宇、住宅小區(qū)及村莊等小范圍內(nèi)組網(wǎng)應(yīng)用, 任意時(shí)刻限單個(gè)信道發(fā)射。這一點(diǎn)限制了LoRa在中國的使用場景。這也使得LoRa之前的智慧城市應(yīng)用前景在中國無望。

      對比下2018版的《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求(征求意見稿)》,我們也可以看到一個(gè)明顯的變化,主要是去掉了“用于電力、熱力、水務(wù)、燃?xì)獾裙糜?jì)量業(yè)務(wù)!钡谋硎,同時(shí)在“在建筑樓宇、住宅小區(qū)及村莊等小范圍內(nèi)組網(wǎng)應(yīng)用,任意時(shí)刻限單個(gè)信道工作。”前面加了個(gè)“限”字。

      LoRa最大的一個(gè)優(yōu)勢是LoRa聯(lián)盟制定的LoRawan協(xié)議,另一個(gè)是核心基站網(wǎng)關(guān)1301芯片。LoRaWan協(xié)議從1.0~1.01~1.03~1.1的發(fā)展路徑,包括1.1協(xié)議新增的漫游入網(wǎng)切換等新功能,都是在往智慧城市、運(yùn)營商大網(wǎng)的方向演進(jìn),但在中國的當(dāng)前政策下,這些已被限制!

      2、發(fā)射功率限值:50mW(e.r.p); 發(fā)射功率譜密度限值:占用帶寬小于等于 200kHz 的, 為 50mW/200kHz(e.r.p) ;占 用 帶 寬 200-500kHz 的 , 為 10mW/100kHz(e.r.p)!皢未纬掷m(xù)發(fā)射時(shí)間<1秒”,“發(fā)射功率譜密度限值占用帶寬小于等于200kHz”。

      那么這些限制會(huì)對LoRa帶來哪些影響呢?

      ▲LoRa的空中傳輸時(shí)間是受帶寬BW、編碼率、擴(kuò)頻因子、數(shù)據(jù)包大小影響的,這幾個(gè)參數(shù)的組合也決定了各種應(yīng)用場景的需求。一般來說,擴(kuò)頻因子越小帶寬越大,用時(shí)也越短。可以看到如果限制是<1秒,以105個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)尺寸為例,如果同時(shí)又限制了帶寬低于200kHz,就只有BW125,SF7~9可以選擇,相當(dāng)于喪失了LoRa擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)勢。

      ▲根據(jù)LoRa聯(lián)盟的LoRaWan協(xié)議規(guī)定,擴(kuò)頻因子越大,可以傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)包的尺寸就越小,例如SF10~12時(shí),數(shù)據(jù)包最大只有51個(gè)字節(jié),如果需要滿足100個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包傳送,又需要傳送1公里以上左右的距離,以前的做法是采用非LoRaWan協(xié)議來實(shí)現(xiàn),但是傳送的時(shí)間就會(huì)大于1秒,現(xiàn)在新規(guī)出來必須要小于1秒,這意味著,這條采用私有協(xié)議的方法也被堵死了!

      通常,在無遮擋環(huán)境下,擴(kuò)頻因子越大傳輸距離越遠(yuǎn),即使在低擴(kuò)頻因子的近距離也可以很容易做到3KM以上的穩(wěn)定通信距離。但是在遮擋環(huán)境,要保證業(yè)界共識的90%正確傳輸率以上的條件下,越低的擴(kuò)頻因子,就距離越短。

      ▲LoRa有效傳輸距離和擴(kuò)頻因子的關(guān)系

      根據(jù)國外的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明,如果擴(kuò)頻因子限制在SF7~9的范圍,要保證90%以上的傳輸正確率,可能只有100~200米的傳輸距離甚至更差!由于加了1秒的限制,想保證一定通信數(shù)據(jù)包尺寸的條件下,只能采用低擴(kuò)頻因子,但勢必會(huì)引起有效距離極大的減少,完全失去了LoRa之前引以為傲的遠(yuǎn)距離通信優(yōu)勢!

      而LoRa的優(yōu)勢本來是在偏遠(yuǎn)郊區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)距離、低功耗傳輸,與運(yùn)營商互補(bǔ)。如果現(xiàn)在都要限制在小范圍使用,無異于是自廢武功,和其他各種Wi-Fi、BLE、Zigbee無線技術(shù)競爭,無論在帶寬、實(shí)時(shí)性、雙向控制,LoRa都不占優(yōu),處處受制,最后可能的結(jié)果就是國內(nèi)會(huì)放棄LoRaWan標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,退回到以前的各家玩各家的私有協(xié)議的狀態(tài)。

      LoRa聯(lián)盟制定LoRaWan協(xié)議的演進(jìn)路線本身是為了組大網(wǎng)的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的,因此在LoRaWan的協(xié)議里面加了很多符合當(dāng)?shù)貒曳ㄒ?guī)的限制,例如發(fā)射占空比小于1%等限制,LBT(listen before talk)等,現(xiàn)在組大網(wǎng)在國內(nèi)受到限制,之前LoRaWan的很多限制在國內(nèi)就完全失去了意義。最后的結(jié)果很可能就是被開發(fā)者放棄,這樣導(dǎo)致的后果可能更嚴(yán)重!比如;安全性問題、穩(wěn)定性問題、兼容性問題、之前l(fā)ora聯(lián)盟開創(chuàng)的標(biāo)準(zhǔn)化、低門檻在國內(nèi)就會(huì)前功盡棄。業(yè)內(nèi)可能又會(huì)回到早期的百花齊放的野蠻生長狀態(tài)!

      可以說這次工信部的新規(guī)落地,確實(shí)并沒有之前很多人誤解的,“Lora要涼了”,但是也絕對不是“利好”!

      值得一提的是,一直以來,在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,LoRa和NB-IoT都是直接的競爭對手,不過相對于NB-IoT來說,LoRa的優(yōu)勢在于用戶不依靠運(yùn)營商就可完成LoRa網(wǎng)絡(luò)部署,不僅布設(shè)更快,而且成本更低。而NB-IoT成本和能耗都較高,而且運(yùn)營商還需要收費(fèi)。這也使得在小區(qū)、農(nóng)場、產(chǎn)業(yè)園等封閉區(qū)域,特別是NB-IoT信號較弱的室內(nèi)和地下環(huán)境,LoRa技術(shù)優(yōu)勢明顯。

      不過需要指出的是,LoRa芯片在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中處于基礎(chǔ)核心地位,而目前美國Semtech公司是LoRa芯片的核心供應(yīng)商,掌握著LoRa底層技術(shù)的核心專利。而Semtech的客戶主要有兩種,一是獲得Semtech LoRa芯片IP授權(quán)的半導(dǎo)體公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP級芯片的廠商,包括微芯科技(Microchip)等。這也意味著,一旦發(fā)生類似美國針對中興、華為那樣的事件,國內(nèi)的LoRa也必然將受制于人。

      值得注意的是,經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展,目前LoRa聯(lián)盟在全球擁有超過500個(gè)會(huì)員,并在全球超過100個(gè)國家布置了LoRa網(wǎng)絡(luò),這些網(wǎng)絡(luò)遍及美國、加拿大、巴西、中國、俄羅斯、印度、馬來西亞、新加坡等國家和地區(qū)。其中在中國,包括阿里巴巴、騰訊、中興通訊、中國聯(lián)通、鐵塔公司、貴州廣電都是LoRa技術(shù)的積極推動(dòng)者。

      編輯:芯智訊-浪客劍

      注:本文中間相關(guān)LoRa的技術(shù)分析和圖片資料來源于一位要求匿名的LoRa技術(shù)方面的專家。

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