工信部新規(guī)落地，對LoRa到底是利好還是利空？

      11月28日，工信部發(fā)布了2019年第52號公告，進一步規(guī)范了微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備的諸多事項。

      在該公告發(fā)布之后，部分業(yè)內(nèi)人士認為，根據(jù)新規(guī)，低功耗、遠距離的局域網(wǎng)無線標準LoRa因為新規(guī)的一些限制，恐怕是要涼涼了。而另一部人則認為，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解讀：

      那么這個規(guī)定跟LoRa有什么關(guān)系呢？LoRa是由美國Semtech公司創(chuàng)建的一項低功耗、遠距離的局域網(wǎng)無線標準。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)的應用領(lǐng)域則是“計量表”。

      可以看到，前面工信部的公告當中，明確提到，自2022年1月1日起，停止生產(chǎn)或者進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)定的民用計量儀表、模擬式無繩電話機和698-787MHz頻段的微功率設(shè)備。

      注意上面標紅的字，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)定的民用計量儀表將要停止生產(chǎn)或者進口。也就是說，除了這次的通知當中沒有規(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)定當中的民用計量儀表也需要停止生產(chǎn)和進口。

      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）當中關(guān)于計量表的規(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)和進口。這可能是很多人說LoRa要涼的其中一個原因。

      不過，此次在工信部第57號公告當中，第一條有明確指出，“生產(chǎn)或者進口在國內(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、無線電臺執(zhí)照、無線電發(fā)射設(shè)備型號核準，但應當符合產(chǎn)品質(zhì)量等法律法規(guī)、國家標準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》當中關(guān)于工作頻段在470-510MHz的計量表的規(guī)定（也就是說國內(nèi)Lora必須在這個頻率內(nèi)）：

      可以看到，其中規(guī)定的對應的幾個要求：

      1、限在建筑樓宇、住宅小區(qū)及村莊等小范圍內(nèi)組網(wǎng)應用， 任意時刻限單個信道發(fā)射。

      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明顯的變化，主要是去掉了“用于電力、熱力、水務、燃氣等公用計量業(yè)務。”的表述，同時在“在建筑樓宇、住宅小區(qū)及村莊等小范圍內(nèi)組網(wǎng)應用，任意時刻限單個信道工作。”前面加了個“限”字。

      LoRa最大的一個優(yōu)勢是LoRa聯(lián)盟制定的LoRawan協(xié)議，另一個是核心基站網(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、運營商大網(wǎng)的方向演進，但在中國的當前政策下，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)。“單次持續(xù)發(fā)射時間<1秒”，“發(fā)射功率譜密度限值占用帶寬小于等于200kHz”。

      那么這些限制會對LoRa帶來哪些影響呢？

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

      ▲根據(jù)LoRa聯(lián)盟的LoRaWan協(xié)議規(guī)定，擴頻因子越大，可以傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)包的尺寸就越小，例如SF10～12時，數(shù)據(jù)包最大只有51個字節(jié)，如果需要滿足100個字節(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)議來實現(xiàn)，但是傳送的時間就會大于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，擴頻因子越大傳輸距離越遠，即使在低擴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，越低的擴頻因子，就距離越短。

▲LoRa有效傳輸距離和擴頻因子的關(guān)系

      根據(jù)國外的實驗數(shù)據(jù)證明，如果擴頻因子限制在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，只能采用低擴頻因子，但勢必會引起有效距離極大的減少，完全失去了LoRa之前引以為傲的遠距離通信優(yōu)勢！

      而LoRa的優(yōu)勢本來是在偏遠郊區(qū)進行遠距離、低功耗傳輸，與運營商互補。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、實時性、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)會放棄LoRaWan標準協(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)議的演進路線本身是為了組大網(wǎng)的運營商網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的，因此在LoRaWan的協(xié)議里面加了很多符合當?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，這樣導致的后果可能更嚴重！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)的標準化、低門檻在國內(nèi)就會前功盡棄。業(yè)內(nèi)可能又會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，而且運營商還需要收費。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個會員，并在全球超過100個國家布置了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。