NB-IoT和LoRa技術(shù)路線爭奪戰(zhàn)

我國5G商用已經(jīng)一年多了，比起5G網(wǎng)絡(luò)所帶來的極致體驗(yàn)，我們對(duì)于西方世界因?qū)?G網(wǎng)絡(luò)的安全擔(dān)憂所引發(fā)的一系列事件恐怕更加深有感觸。

美國跳腳、英國退網(wǎng)，中國在5G技術(shù)的領(lǐng)先深深刺痛了這些不可一世的西方大國。而原本可以中立、透明發(fā)展的基礎(chǔ)通信技術(shù)被他們賦予了太多國家政治博弈的信號(hào)。

在網(wǎng)絡(luò)通信的另一個(gè)賽道——物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，同樣存在著兩個(gè)備受矚目的通信技術(shù)路線，也就是NB-IoT和LoRa通信路線的路線之爭。在物聯(lián)網(wǎng)井噴發(fā)展的過程中，NB-IoT和LoRa都有其各自的技術(shù)優(yōu)勢，都得到各自陣營的鼎力支持。

LoRa有著深厚的美國“血統(tǒng)”，擁有全球良好的“群眾基礎(chǔ)”，受到我國眾多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的青睞；而NB-IoT是國際機(jī)構(gòu)3GPP訂立的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，也是我國大力推動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，深受我國運(yùn)營商的青睞。

圍繞NB-IoT和LoRa孰優(yōu)孰劣的爭論，我們可以深入看到兩個(gè)不同陣營各自的出發(fā)點(diǎn)。而在全球貿(mào)易可能脫鉤、技術(shù)可能封禁的復(fù)雜博弈中，我們?cè)撊绾慰创覈锫?lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線的發(fā)展可能？

LoRa和NB-IoT的前世今生

“物聯(lián)網(wǎng)”（IoT）概念的提出，其實(shí)已經(jīng)有15個(gè)年頭。2005年，國際電信聯(lián)盟在信息社會(huì)世界峰會(huì)上提出“IoT”，將其視為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。

物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)就是萬物的互聯(lián)互通，即將大量物理基礎(chǔ)設(shè)施通過傳感器等設(shè)備所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和分析應(yīng)用，其中物聯(lián)網(wǎng)的無線連接技術(shù)在其中發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。

在現(xiàn)有的無線連接技術(shù)中，LoRa屬于非運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的長距離通訊解決方案，而NB-IoT也同屬于長距離無線通訊解決方案，只不過是需要運(yùn)營商建網(wǎng)的。

LoRa技術(shù)原型最早是由一家2009年創(chuàng)立的法國公司Cycleo開發(fā)，是一種擴(kuò)頻無線調(diào)制專利技術(shù)。2012年，Cycleo公司被美國Semtech公司以約500萬美金收購。2013年8月，Semtech對(duì)外發(fā)布了一種新型的基于1GHz以下的長距離低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的芯片，也就是LoRa芯片。

為大力推廣LoRa技術(shù)，Semtech在2015年2月聯(lián)合Actility、思科和IBM等多家廠商共同發(fā)起創(chuàng)立國際LoRa聯(lián)盟（LoRa Alliance），以擴(kuò)張其技術(shù)生態(tài)。

現(xiàn)在，LoRa聯(lián)盟在全球擁有超過500個(gè)會(huì)員，并在全球超過157個(gè)國家布置了LoRa 或 LoRaWAN，截至2020年1月在全球已部署LoRa網(wǎng)關(guān)更是高達(dá) 80 多萬個(gè)，LoRa的連接節(jié)點(diǎn)超過 1.45 億個(gè)。LoRa在全球范圍持續(xù)高速增長，使其成為全球主流物聯(lián)網(wǎng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)之一。

在中國，阿里巴巴、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)巨頭是LaRa技術(shù)的積極推動(dòng)者，作為LaRa聯(lián)盟最高會(huì)員的兩巨頭試圖以此爭得物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的寶貴門票；此外，中國鐵塔也在2018年加入到LoRa聯(lián)盟當(dāng)中。

RoLa技術(shù)之前在中國發(fā)展的一大瓶頸在于，作為一種單獨(dú)組網(wǎng)的通訊方案，其所使用的頻段正好在工信部規(guī)定的民用無線電計(jì)量儀表使用頻段。因?yàn)橄薅閱晤l點(diǎn)使用，不能用于組網(wǎng)應(yīng)用，所以也就限制了LoRa技術(shù)取得合法通訊頻段的資格。

不過，去年11月28日，工信部根據(jù)《中華人民共和國無線電管理?xiàng)l例》發(fā)布的52號(hào)公告稱：“470-510MHz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?！边@意味著，LoRa在有限制的條件下，正式拿到合法的通訊頻譜，使得LoRa在國內(nèi)變成了有法可依、有頻段可用的通信網(wǎng)絡(luò)。

用行內(nèi)的話，就是給RoLa放出一條生路。

相比較RoLa的坎坷，NB-IoT一直以來就是我國主推的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其發(fā)展可謂一路順風(fēng)順?biāo)Ｉ蠈佑姓漠a(chǎn)業(yè)政策支持，中間有三大運(yùn)營商的全力投入，底層有華為的技術(shù)加持，使得NB-IoT成為我國物聯(lián)網(wǎng)炙手可熱的廣闊市場。

數(shù)據(jù)顯示，自2017年下半年我國NB-IoT開始規(guī)模商用至今，連接數(shù)已突破1億大關(guān)。同時(shí)，截至2019年底，我國NB-IoT基站數(shù)已超70萬座，實(shí)現(xiàn)全國主要城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域的連續(xù)覆蓋。

今年5月7日，工信部印發(fā)《關(guān)于深入推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》，進(jìn)一步明確了我國NB-IoT技術(shù)發(fā)展的重要定位，提出要建立NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）、4G和5G協(xié)同發(fā)展的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系。這一政策更加明確了我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)“新基建”的目標(biāo)路線圖。

剛剛拿到合法身份的LoRa和完全自主可控的NB-IoT，哪一個(gè)能站上物聯(lián)網(wǎng)的C位呢？

LoRa VS NB-IoT的優(yōu)劣之爭

在全球擁有如此廣闊人員和廣闊發(fā)展前景的LoRa技術(shù)，到底有何“魅力”，從眾多無線通信技術(shù)中突圍的呢？

LoRa名字來源于“Long Range”的縮寫，其最大優(yōu)點(diǎn)就是長距離傳輸。除此之外，LoRa還有高靈敏度、超強(qiáng)抗干擾能力以及出色的系統(tǒng)容量，另外LoRa硬件還據(jù)長電池壽命、低成本等優(yōu)勢，這些正是物聯(lián)網(wǎng)所需要具備的特點(diǎn)。

LoRa具有非常簡單的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，只需要在終端節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)基站，再匯總到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，最終送到應(yīng)用服務(wù)器。

（LoRa組網(wǎng)簡單示意圖）

LoRa和NB-IoT的技術(shù)特點(diǎn)非常相似，都是低功耗、廣覆蓋，適合海量連接場景。其最主要的不同就是，NB-IoT是運(yùn)營商建網(wǎng)和提供服務(wù)，而LoRa是自建網(wǎng)絡(luò)。

LoRa的自建網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于國內(nèi)一些愿意自建私網(wǎng)或者專網(wǎng)的企業(yè)而言就十分具有吸引力。像阿里、騰訊這些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，可以繞過運(yùn)營商，根據(jù)自家應(yīng)用的需要，規(guī)劃和部署網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需要，針對(duì)終端位置合理部署基站。無論是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)還是增強(qiáng)覆蓋，都更加靈活和便利，同時(shí)目前在成本上花費(fèi)更低。

在數(shù)據(jù)安全性上，由于LoRa技術(shù)繼承了擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，可以在噪聲下20dB調(diào)解，使得LoRa技術(shù)具有較好的隱蔽性和抗干擾能力，優(yōu)于其他物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。在數(shù)據(jù)傳輸方面，相對(duì)于使用公網(wǎng)技術(shù)的多中轉(zhuǎn)傳輸，采用LoRa技術(shù)的企業(yè)，可以直接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，因此傳輸過程中安全級(jí)別較高。此外，LoRa技術(shù)作為物理層的透傳技術(shù)，數(shù)據(jù)加密算法選擇性更多。用戶可以在其網(wǎng)絡(luò)層鏈路層架設(shè)自己的安全引擎，進(jìn)行深度定制，或加入硬加密芯片，也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行加密，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。

在應(yīng)用場景上面，技術(shù)以及LoRaWAN規(guī)范也因其靈活、低成本的優(yōu)勢，使得LoRa技術(shù)可以在智慧城市、智能水電表、智能停車場、行業(yè)和企業(yè)專用應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)快速靈活部署，像智慧農(nóng)業(yè)、智能消防等更多的應(yīng)用場景正在被開發(fā)出來。

此外，由于LoRa技術(shù)可以應(yīng)用在各種不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議當(dāng)中，因此有著廣泛的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。特別是LoRa聯(lián)盟推動(dòng)的低功耗廣域網(wǎng)LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，使得各個(gè)國家LoRa網(wǎng)絡(luò)是可以互操作的。

目前，LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)已建立起“LoRa芯片-模組-傳感器-基站或網(wǎng)關(guān)-網(wǎng)絡(luò)服務(wù)-應(yīng)用服務(wù)”的完整生態(tài)鏈。阿里巴巴和騰訊在中國的LoRaWAN生態(tài)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，特別是阿里云開發(fā)的支持LoRa協(xié)議的LinkWAN物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可提供LoRa節(jié)點(diǎn)設(shè)備、LoRa網(wǎng)關(guān)等豐富的LoRa產(chǎn)品。

不過，相較于LoRa在中國的“野蠻生長”，NB-IoT是更大優(yōu)勢在于其標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、有序規(guī)劃和規(guī)模發(fā)展。由于NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被凍結(jié)，另外有國家政策的支持，運(yùn)營商可以在原有基站基礎(chǔ)上低成本地大力推進(jìn)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。預(yù)計(jì)到2020年底，我國將建設(shè)150萬NB-IoT基站，發(fā)展超過6億的NB-IoT連接終端數(shù)。

相比LoRa，NB-IoT在犧牲速率的基礎(chǔ)上，換來了更低的功率消耗，采用簡化協(xié)議，極大提升了終端的代際時(shí)間。在信號(hào)覆蓋和設(shè)備連接上，也與LoRa不分伯仲。而由于大規(guī)模的建設(shè)和批量采購，NB-IoT模組在成本上的差距正與LoRa接近，未來有望降低至1美元以下。

因?yàn)楦缂t的出身，以及不遜色于LoRa的技術(shù)表現(xiàn)，NB-IoT技術(shù)得到了國內(nèi)三大運(yùn)營商和華為的積極支持，今年4月，華為和三家運(yùn)營商共同舉辦了5G NB-IoT產(chǎn)業(yè)峰會(huì)，推動(dòng)5G NB-IoT芯片市場的成熟發(fā)展和百億規(guī)模的項(xiàng)目的加速建設(shè)。

自組VS自主：LoRa和NB-IoT的花開兩朵

總體來看，LoRa的最大優(yōu)勢在于可以自組網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)可以自主運(yùn)營，可以把運(yùn)營數(shù)據(jù)掌握在自己手中；自主把控網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，根據(jù)業(yè)務(wù)需要擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋可快速優(yōu)化補(bǔ)充。

因此，對(duì)于像阿里、騰訊這樣有實(shí)力的企業(yè)，他們一方面又能力自建LoRa基站，一方面又能將核心的數(shù)據(jù)資產(chǎn)掌握在自己手中，也不會(huì)把潛力巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場完全讓給電信運(yùn)營商。

不過，LoRa技術(shù)中，LoRa芯片處在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中處于基礎(chǔ)核心地位，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的合作授權(quán)可以分為兩種，一種是利用Semtech提供的LoRa晶圓做SiP封裝芯片；另一種是獲得LoRa芯片IP授權(quán)之后，其芯片廠商可以根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)芯片架構(gòu)，自行增加片上各種外設(shè)，進(jìn)行更多創(chuàng)新，在一定程度上形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LoRa芯片，像阿里云在2018年就獲得了LoRa的IP授權(quán)。

Semtech的美國背景，使得業(yè)界對(duì)于LoRa技術(shù)的中立性保持懷疑。盡管有人指出，中國使用的 LoRa 芯片是由Semtech AG研發(fā)和供應(yīng)，而Semtech AG是位于瑞士這一中立國的，但看到如今美國政府無底線的長臂管轄，仍然難以消除Rola芯片的技術(shù)封鎖的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)然，我們看到這一可能性確實(shí)較小，因?yàn)槲覀儾⒎请x開Rola芯片和網(wǎng)絡(luò)就不能搞好物聯(lián)網(wǎng)。現(xiàn)在我國已經(jīng)自主掌握NB-IoT較為完整的專利技術(shù)鏈條，極端情況下也不再會(huì)被別人卡脖子。自主可控，才是國家能夠大力扶持NB-IoT的底氣所在。

在回答LoRa和NB-IoT誰能主導(dǎo)未來我國的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的問題上，答案其實(shí)是毋庸置疑的。在國家的大力扶持、運(yùn)營商的巨額投入和與5G的牢牢綁定中，NB-IoT幾乎拿到打贏物聯(lián)網(wǎng)萬億市場的幾乎所有的好牌，而且還有不錯(cuò)的“牌技”。NB-IoT這些優(yōu)勢都不是LoRa可以相比的。

但是LoRa的開放生態(tài)、小而靈活的組網(wǎng)特點(diǎn)，決定其仍然擁有可占據(jù)優(yōu)勢的市場空間，可以成為NB-IoT市場的有力補(bǔ)充。在一個(gè)還有廣闊市場的增量市場中，二者既是競爭關(guān)系，也會(huì)形成一種共生關(guān)系。

在物聯(lián)網(wǎng)的下一個(gè)十年，我們將會(huì)看到一個(gè)無比繁榮的萬物互聯(lián)的新場景，而無數(shù)企業(yè)都將從NB-IoT和LoRa的網(wǎng)絡(luò)中收獲產(chǎn)業(yè)新機(jī)，而我們每個(gè)人也將從萬物互聯(lián)中獲得種種便利服務(wù)和創(chuàng)新生活。

未來，NB-IoT和LoRa技術(shù)路線之爭，可能已經(jīng)并不太重要了。