工信部新規(guī)落地，對(duì)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(hào)公告，進(jìn)一步規(guī)范了微功率短距離無(wú)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(wú)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(guó)內(nèi)LoRa非但沒(méi)有受到限制，反而新規(guī)肯定了LoRa可以用于無(wú)線組網(wǎng)，對(duì)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(xiě)到：

      對(duì)此，無(wú)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(guó)Semtech公司創(chuàng)建的一項(xiàng)低功耗、遠(yuǎn)距離的局域網(wǎng)無(wú)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(guó)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(guó)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(wú)線電設(shè)備的技術(shù)要求>的通知》（信部無(wú)〔2005〕423號(hào)）規(guī)定的民用計(jì)量?jī)x表、模擬式無(wú)繩電話機(jī)和698-787MHz頻段的微功率設(shè)備。

      注意上面標(biāo)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(wú)線電設(shè)備的技術(shù)要求>的通知》規(guī)定的民用計(jì)量?jī)x表將要停止生產(chǎn)或者進(jìn)口。也就是說(shuō)，除了這次的通知當(dāng)中沒(méi)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(wú)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?jī)x表也需要停止生產(chǎn)和進(jìn)口。

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

      也就是說(shuō)原來(lái)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(shuō)LoRa要涼的其中一個(gè)原因。

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

      那么我們?cè)賮?lái)看看《微功率短距離無(wú)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（也就是說(shuō)國(guó)內(nèi)Lora必須在這個(gè)頻率內(nèi)）：

      可以看到，其中規(guī)定的對(duì)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。

      對(duì)比下2018版的《微功率短距離無(wú)線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求(征求意見(jiàn)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)。”的表述，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(shì)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(yíng)商大網(wǎng)的方向演進(jìn)，但在中國(guó)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)。“單次持續(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(duì)LoRa帶來(lái)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(chǎng)景的需求。一般來(lái)說(shuō)，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(shì)。

      ▲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(lái)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(lái)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(wú)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(shí)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(guó)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(shì)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(shì)！

      而LoRa的優(yōu)勢(shì)本來(lái)是在偏遠(yuǎn)郊區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)距離、低功耗傳輸，與運(yùn)營(yíng)商互補(bǔ)。如果現(xiàn)在都要限制在小范圍使用，無(wú)異于是自廢武功，和其他各種Wi-Fi、BLE、Zigbee無(wú)線技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，無(wú)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(guó)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(yíng)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?guó)家法規(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(guó)內(nèi)受到限制，之前LoRaWan的很多限制在國(guó)內(nèi)就完全失去了意義。最后的結(jié)果很可能就是被開(kāi)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(wèn)題、穩(wěn)定性問(wèn)題、兼容性問(wèn)題、之前l(fā)ora聯(lián)盟開(kāi)創(chuàng)的標(biāo)準(zhǔn)化、低門(mén)檻在國(guó)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(zhǎng)狀態(tài)！

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

      值得一提的是，一直以來(lái)，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，LoRa和NB-IoT都是直接的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，不過(guò)相對(duì)于NB-IoT來(lái)說(shuō)，LoRa的優(yōu)勢(shì)在于用戶不依靠運(yùn)營(yíng)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(yíng)商還需要收費(fèi)。這也使得在小區(qū)、農(nóng)場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)園等封閉區(qū)域，特別是NB-IoT信號(hào)較弱的室內(nèi)和地下環(huán)境，LoRa技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。

      不過(guò)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(guó)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(jí)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(guó)針對(duì)中興、華為那樣的事件，國(guó)內(nèi)的LoRa也必然將受制于人。

      值得注意的是，經(jīng)過(guò)數(shù)年的發(fā)展，目前LoRa聯(lián)盟在全球擁有超過(guò)500個(gè)會(huì)員，并在全球超過(guò)100個(gè)國(guó)家布置了LoRa網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)遍及美國(guó)、加拿大、巴西、中國(guó)、俄羅斯、印度、馬來(lái)西亞、新加坡等國(guó)家和地區(qū)。其中在中國(guó)，包括阿里巴巴、騰訊、中興通訊、中國(guó)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(lái)源于一位要求匿名的LoRa技術(shù)方面的專家。