物聯(lián)網是高度碎片化的市場,需要各種高、中、低速的連接技術來滿足不同應用場景的需求。
隨著5G商用牌照的頒發(fā),中國5G進程大大提速,解決了車聯(lián)網等物聯(lián)網應用中缺乏高速率、低時延連接技術這一難題。而作為低速率、廣覆蓋連接技術的代表,LoRa盡管前期在國內的發(fā)展一路磕磕絆絆,但到底也還是站穩(wěn)了腳跟。
據(jù)了解,LoRa(Long Range),是由美國Semtech公司推出的一種基于擴頻技術的低功耗窄帶遠距離通信技術。而LoRaWAN協(xié)議,是一種標準開放的低功耗廣域網規(guī)范,其在數(shù)據(jù)鏈路層定義媒體訪問控制(MAC),并且能滿足物聯(lián)網設備的多種需求,是由國際LoRa聯(lián)盟(LoRa Alliance)進行維護的。
根據(jù)國際LoRa聯(lián)盟(LoRa Alliance)官網的信息,目前,全球有100多家網絡運營商在超過100個國家進行了LoRa網絡的部署。
Semtech無線和傳感器產品事業(yè)部總監(jiān)Vivek Mohan表示,基于LoRaWAN的大規(guī)模網絡部署,已經成為全球物聯(lián)網應用中一個日益重要的趨勢。
談到LoRa在國內的發(fā)展,就不得不提到CLAA物聯(lián)網生態(tài)圈(CLAA IoT Ecosystem)的構建。該生態(tài)圈是在國際LoRa聯(lián)盟(LoRa Alliance)支持下,由克拉科技主導,各行業(yè)物聯(lián)網應用創(chuàng)新主體參與的產業(yè)共同體。雷鋒網了解到,截止2019年7月1日,CLAA聯(lián)盟企業(yè)成員已達1300多家。
克拉科技,作為中國運營級LoRa產業(yè)鏈的一員,脫胎于中興通訊。旗下有系列化網關產品、定位終端、通用傳感裝置平臺GSP/SSP等產品,并主導產業(yè)聯(lián)盟及CLAA生態(tài)圈標準制定。
自2016年12月29日,克拉科技正式落戶蘇州高新區(qū)以來,其已形成了總部在蘇州,研發(fā)中心在南京,以及四省業(yè)務區(qū)域中心為衢州這樣的格局。此外,位于蘇州的ZXCLAA全球運維中心是為其分布在全球的CLAA區(qū)域網絡提供服務支撐。
CLAA物聯(lián)網生態(tài)圈
CLAA物聯(lián)網生態(tài)圈,自2016年1月成立以來,目前已發(fā)展成為從LoRa芯片、模組、終端、系統(tǒng)集成商到解決方案提供商,以及互聯(lián)網企業(yè)、電信運營商廣泛參與的產業(yè)共同體。
在目前1300多家的CLAA聯(lián)盟企業(yè)成員中,芯片模塊、終端傳感和系統(tǒng)集成商企業(yè)較多,例如:克拉科技、Semtech、利爾達、唯傳科技等;運營服務企業(yè),則有貴州燃氣、騰訊和聯(lián)通、中安云網、東方有線等。
公開資料顯示,現(xiàn)階段,LoRaWAN網絡已遍及國內各個省市,涉及的應用類型達300+。例如克拉科技,其參與組建的LoRaWAN網絡分布的省市有:貴州、深圳、濟南、天津、上海等50+,垂直行業(yè)有電力、消防、社區(qū)管理、市政、停車管理、交通、農林和油田等300多個。
雷鋒網了解到,LoRaWAN網絡的部署方式和商業(yè)模式非常靈活。據(jù)公開資料顯示,目前CLAA主要有四種業(yè)務合作模式:
· 獨立運營商:提供全套解決方案;支持客戶建網,并與CLAA共享物聯(lián)網互聯(lián)互通費用;
· 大型合作伙伴:通過參股,CLAA負責建網,多城市大范圍覆蓋,CLAA承擔運維費用;
· 中小型客戶:通過采購設備,CLAA協(xié)助建網,城市級或區(qū)域級覆蓋,客戶承擔運維費用;
· 專業(yè)渠道商:通過采購設備,自行微客戶建網,協(xié)助客戶運營,客戶承擔運維費用。
根據(jù)項目需求的不同,LoRaWAN網絡規(guī)模會有很大差異。既有大到省、市級的網絡覆蓋,也有小到幾個街區(qū)大小的網絡覆蓋。
在省級的CLAA網絡覆蓋案例中,克拉科技為中安云網在貴州省有組建LoRaWAN網絡應用,并提供窄帶物聯(lián)網絡系列化網關、網規(guī)網優(yōu)工具、云端CLAA物聯(lián)網平臺運維服務,以及CLAA生態(tài)圈的物聯(lián)網綜合解決方案的支撐。目前,中安云網已經啟動貴陽市CLAA網絡基礎設施建設,計劃今年內完成全省CLAA網絡的組建,首期將為貴燃集團的7.5萬燃氣用戶提供接入服務,同時開展城市物聯(lián)網應用的接入。
就公共事業(yè)領域來看,目前有80多家智能表計的企業(yè)加入該聯(lián)盟并支持CLAA協(xié)議,主流燃氣表企業(yè)超80%是CLAA物聯(lián)網生態(tài)圈的正式成員。
在LoRaWAN網絡的局部覆蓋案例中,這些項目一般有街道社區(qū)、農業(yè)、工廠、油田等。
2018年,克拉科技在上海南碼頭街道對轄區(qū)內27個老舊小區(qū)開展的智慧社區(qū)改造項目,將物聯(lián)網技術與老舊小區(qū)改造相結合,通過智能傳感器,實現(xiàn)對智能車輛的管控、公共過道煙霧探測、室外污水井蓋探測、平安志愿者的智能管理以及老人居室防煙霧監(jiān)測等。
除了上海南碼頭街道的這個項目,騰訊和克拉科技在深圳也開展了基于LoRaWAN網絡的智慧社區(qū)項目。雷鋒網了解到,目前這個網絡的網關數(shù)量已達近600個,覆蓋面積約為500多平方公里,主要區(qū)域為深圳南山區(qū)和龍崗區(qū)。
CLAA物聯(lián)網生態(tài)圈秘書長兼克拉科技總經理劉建業(yè)表示,目前來看,在眾多LoRaWAN網絡的行業(yè)應用中,電力、消防、社區(qū)管理、停車管理、交通等領域是比較熱門的。例如電力行業(yè),現(xiàn)階段在上海、江蘇、武漢等省市都在開展泛在電力物聯(lián)網的試點,并且全國已經有幾十個項目在運作過程中。
MSP多業(yè)務統(tǒng)一平臺架構解析
ZXCLAA全球運維中心,這是為分布在全球的CLAA區(qū)域網絡提供服務支撐,確保平臺和接入側設備能實現(xiàn)端到端的及時預警和響應,并進行7*24小時不間斷的監(jiān)控服務。
作為該運維中心的核心,MSP多業(yè)務統(tǒng)一平臺(Multi-Service Platform),是基于CLAA生態(tài)標準,結合云端技術,把網關和終端接入到這個平臺里面,并對接入的各種設備提供管理服務以及數(shù)據(jù)分析功能。
劉建業(yè)表示,“MSP目前是一個大型的平臺,我們的平臺設計可以在云端部署,能夠滿足千萬級甚至于上億的傳感器的接入和連接管理,也能提供小型化、專網的部署方式,實現(xiàn)特定場景下,少量傳感器的低成本、小型化的接入?!?/p>

MSP多業(yè)務統(tǒng)一平臺可分為四大部分,分別是:InfiLink連接管理平臺、InfiBoss運營管理平臺、 InfiCombo應用管理平臺和InfiData數(shù)據(jù)分析平臺,其具體情況如下:
· InfiLink 連接管理平臺 :采用基于SOA的分布式服務架構來實現(xiàn),整個系統(tǒng)由配置注冊中心,服務能力組件,消息總線組成。采用智能ADR技術提升網絡容量,對于LoRa網絡來說,SF每提升一級,容量大概提升1倍。
· InfiCombo 應用管理平臺:采用微服務架構實現(xiàn)InfiCombo系統(tǒng)的模塊化研發(fā)、服務化部署。其平臺功能是為通過CLAA聯(lián)盟規(guī)范的各種終端設備提供接入服務,并實現(xiàn)插件化快速部署、加載界面及菜單定制和擴展;支持各類數(shù)據(jù)庫,支持私有云、公有云;能進行子系統(tǒng)和多系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析;能進行跨系統(tǒng)能力開放、聯(lián)動策略定義、規(guī)則引擎自動處理等。
· Infiboss 運營管理平臺:其分為應用功能層、應用框架層、系統(tǒng)支撐層,以及API及工具層。微服務架構實現(xiàn)InfiBoss系統(tǒng)的模塊化研發(fā)、服務化部署。分布式存儲保證高可用性和冗余。
· InfiData 數(shù)據(jù)分析平臺:該板塊是2018年11月發(fā)布的一個新的平臺功能,它是由數(shù)據(jù)接收層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)加工層、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)層組成,分別完成對大數(shù)據(jù)的接收、轉換清洗、存儲,按照分析模型加工處理、其最終結果通過可視化技術來呈現(xiàn)。
此外,InfiData對InfiLink產生的網絡信息、InfiCombo產生的業(yè)務數(shù)據(jù)信息進行多維度綜合分析,形成對網絡運維和物聯(lián)網應用的故障快速分析和運行洞察。關于該平臺上的終端和基站運行狀況,例如終端收發(fā)包信號質量、路徑、基站空口負荷、基站覆蓋分布、底噪信息等,這個相當于一個網絡的CT儀表,可以對網絡實現(xiàn)故障快速定位和精細化管理等。
對于MSP多業(yè)務統(tǒng)一平臺未來的技術升級和功能擴充,劉建業(yè)表示,一方面,MSP將趨向于小型化和低成本的方式。因為現(xiàn)在很多的應用場景,比如:電力、油氣等應用場景,它不是進行云端統(tǒng)一管理的,那么就需要組建專網和私有網絡,通過小型化設計可以讓客戶用起來更方便,成本也更低。因此,lite MSP和mini MSP將是重要的技術方向。
另一方面,針對應用層面,平臺的管理能力將強化數(shù)據(jù)分析的功能,對網絡故障定位功能進行增強,進一步提升平臺的運維服務能力。我們知道,無線網絡的各種使用場景比較復雜,所以要把該平臺上打造成一個差異化的,能夠進行電信級管理和運營服務的平臺。將基于InfiData,對大數(shù)據(jù)進行分析,結合行業(yè)應用模型的建立,在積累一定數(shù)據(jù)的情況下,去挖掘數(shù)據(jù)背后的價值。
LoRa行業(yè)現(xiàn)狀
近幾年,物聯(lián)網市場受到政策、技術、資本、用戶需求等多種因素的影響,如政策對5G技術的大力扶持,運營商對NB-IoT模組的補貼等,由于物聯(lián)網連接技術的歷史原因和自身基因的不同,在市場推廣中自然有不同的境遇。
與NB-IoT出生于3GPP國際標準組織的正統(tǒng)身份不同,LoRa自從在國內市場開始嶄露頭角以來,業(yè)界就對于LoRa芯片供應商過于單一而一直心存疑慮,這也是不少物聯(lián)網項目在硬件選擇時需要考慮的一個關鍵問題。
隨著2018年“杭州·云棲大會”期間,阿里云獲得了LoRa芯片IP授權一事,國內LoRa芯片供應商多元化的市場形態(tài)逐漸被打開,一定程度上對于LoRa行業(yè)的發(fā)展起到了促進作用。
據(jù)了解,Semtech的合作授權可以分為兩種,一種是用Semtech提供的LoRa晶圓做SiP封裝芯片,另一種就是阿里云獲得的IP授權,獲得LoRa芯片IP授權之后,其芯片廠商可以根據(jù)自己的需求設計芯片架構、自行增加片上各種外設,能進行更多創(chuàng)新,也能在一定程度上形成具有自主知識產權的LoRa芯片。
自2018年9月開始,阿里云和多個合作伙伴陸續(xù)推出LoRa系統(tǒng)芯片(具體商用情況還待考證)。例如:翱捷科技(ASR)發(fā)布的LoRa系統(tǒng)芯片ASR6505,這是繼ASR的LoRa系統(tǒng)芯片ASR6501/6502后,其推出的第三款LoRa系統(tǒng)芯片。當前,翱捷科技在推出三款LoRa SIP芯片的同時, 也已著手SoC的設計。
雷鋒網了解到,2018年全球LoRa芯片的出貨量大約有數(shù)千萬片,中國市場的LoRa芯片占據(jù)了全球一半以上。此外,國內LoRa基站的部署量達到了數(shù)萬個,在北京、深圳、廣州、杭州等城市均有城市級的LoRa網絡覆蓋。
關于LoRa網絡的覆蓋能力,在地面到地下的LoRa網絡覆蓋,其可以通過增加基站的密度以及其他技術手段,基本實現(xiàn)100%覆蓋。而在太空,未來將通過高度為700公里左右的低軌衛(wèi)星直接覆蓋到地面。
在物聯(lián)網網絡層的眾多的技術中,其覆蓋距離、速率、功耗都各不相同,例如:ZigBee、Wi-Fi、藍牙以及NB-IoT等。在具體的應用場景中,很可能需要各種不同類型的網絡來進行組合,服務于物聯(lián)網垂直行業(yè)的應用。
就LoRa與ZigBee、Wi-Fi、藍牙的兼容和協(xié)議互通問題,劉建業(yè)表示,
“對ZigBee、Wi-Fi和藍牙等,我們可以通過短距離網關把這些信號轉換為LoRa信號進行遠傳,這樣的話,就可以把這幾個短距離網絡歷經一、二十年的發(fā)展所形成生態(tài)下面的產品,快速集成到LoRa的廣覆蓋的網絡里面?!?/p>
NB-IoT,大約誕生于2016年,其工作于授權頻段,與LoRa同屬低功耗廣域網絡技術(LPWAN)。對于NB-IoT,LoRa主要是與之形成網絡互補。劉建業(yè)表示,
“因為NB-IoT在進行網絡覆蓋的時候,有些區(qū)域可能覆蓋不到,這時候我們就可以將LoRa網絡跟NB-IoT網絡進行組合,借此消除網絡盲區(qū)。不管NB-IoT,還是LoRa,它們只是一個載體。這個技術推出以后,可能對物聯(lián)網應用降低成本和擴大應用范圍,提供了一個工具。然而,要想真正的把用戶的需求激發(fā)出來,就需要去深入各個行業(yè),幫用戶真正解決問題和提供高體驗的服務,這些才是根本?!?/p>
由于LoRaWAN標準的開放性和靈活性,中國已成為LoRa產業(yè)生態(tài)最大的市場,國內已有上千家公司的業(yè)務與LoRa相關。其中,中興通訊、阿里巴巴、騰訊、中國聯(lián)通、貴州廣電、鐵塔公司等重量級玩家的加入,對中國LoRa產業(yè)的發(fā)展和壯大,其重要性是不言而喻的。
雷鋒網總結:
物聯(lián)網,從最早的萌芽階段發(fā)展至今,早已不是一個新興技術了。由于其包含的技術門類之多,產業(yè)鏈長,入局企業(yè)多,可以說盡管火爆了很多年,但卻一直未能真正進入大規(guī)模落地階段。
就物聯(lián)網的市場形態(tài)來講,這是一個高度碎片化的市場,需要各種高、中、低速的連接技術來滿足不同應用場景的需求,沒有哪種技術能通吃所有應用場景,在對各種物聯(lián)網應用進行落地時,即需要5G、NB-IoT,也需要LoRa、ZigBee、Wi-Fi和藍牙等。
從CLAA物聯(lián)網生態(tài)圈、MSP多業(yè)務統(tǒng)一平臺、組網規(guī)模/行業(yè)應用、LoRa芯片的IP授權以及未來可能實現(xiàn)的星基覆蓋來看,LoRa技術在中國的發(fā)展已經愈發(fā)穩(wěn)健,以開放、自主的姿態(tài)給了眾多想要入局通信市場的企業(yè)一個機會,使其參與到網絡運營中。
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