事關(guān)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)！LoRaWAN 2027 發(fā)展路線圖重磅公布

4月16日，LoRa 聯(lián)盟（LoRa Alliance）發(fā)布了 LoRaWAN 開發(fā)路線圖，以引導(dǎo)該標(biāo)準(zhǔn)未來演進(jìn)的方向。

LoRaWAN 開發(fā)路線圖

LoRa 作為低功耗廣域網(wǎng)通信領(lǐng)域的“明星”之一，是 Semtech 公司專有的一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸技術(shù)。而 LoRaWAN 則是用來定義網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，由 LoRa 聯(lián)盟推出的低功耗廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，可以有效實(shí)現(xiàn) LoRa 物理層支持遠(yuǎn)距離通信，可以完成設(shè)備的入網(wǎng)管理，數(shù)據(jù)加密，速率控制等。

最新發(fā)布的這份新路線圖強(qiáng)調(diào)了 LoRaWAN 從構(gòu)建和互連網(wǎng)絡(luò)到專注于使技術(shù)更快、更容易部署的演變，計(jì)劃進(jìn)一步增強(qiáng) LoRaWAN 標(biāo)準(zhǔn)中已納入的幾個(gè)關(guān)鍵功能。LoRa 聯(lián)盟對此表示，這項(xiàng)工作已成功使 LoRaWAN 成為部署量最多的低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN），引領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展，推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)連接的增長。

哪些演進(jìn)值得關(guān)注？

縱觀這份路線圖，可以看到 LoRa 聯(lián)盟的工作主要從五個(gè)方向展開，跨越了四個(gè)相互重疊的階段：從 2015 年至 2017 年期間建立網(wǎng)絡(luò)，到 2018 年至 2020 年期間連接網(wǎng)絡(luò)，再到 2021 年至 2023 年期間使 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)的部署更加容易。遙望 2027 年，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將使應(yīng)用程序更容易實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性。

路線圖的一些核心要點(diǎn)如下：

①目標(biāo)市場的擴(kuò)展

通過 LoRaWAN 增強(qiáng) NTN（非地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)） 的連接性，例如通過長距離-跳頻擴(kuò)頻（LR-FHSS）更好地優(yōu)化頻譜，使 LoRaWAN 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出對大規(guī)模 IoT 網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期容量要求。

增強(qiáng)的中繼功能，提高 LoRaWAN 信號(hào)在嘈雜或復(fù)雜環(huán)境中的覆蓋范圍，以便在任何地方部署傳感器。

快速、低功耗的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)，為移動(dòng)網(wǎng)關(guān)等新部署選擇帶來新的部署選項(xiàng)，并為關(guān)鍵市場（如公用事業(yè)）提供顯著價(jià)值。

②超級可擴(kuò)展性

通過簡化配置文件管理和設(shè)備遷移來簡化部署。

通過 LoRaWAN 攜帶符合 GS1 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)符（如RFID、條形碼和電子產(chǎn)品代碼 EPC）來有效識(shí)別產(chǎn)品和資產(chǎn)。

通過自動(dòng)從在線存儲(chǔ)庫下載設(shè)備配置文件來簡化設(shè)備與 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)的集成。

③核心網(wǎng)絡(luò)管理

通過標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)接口來增強(qiáng)設(shè)備的互操作性。

④認(rèn)證

通過空中固件更新增強(qiáng)客戶信任，將繼電器整合到 LoRaWAN 認(rèn)證測試中，以驗(yàn)證這些功能的運(yùn)行。

通過將高級互操作性測試添加到 LoRaWAN 認(rèn)證測試套件中，為終端用戶提供對不同供應(yīng)商設(shè)備的互操作性信任。

⑤物理/鏈路層開發(fā)

將密碼敏捷性集成到 LoRaWAN 中，從而允許使用當(dāng)前和未來的各種加密套件作為 LoRaWAN 鏈路層的擴(kuò)展，而不需要該層發(fā)生演變。

其中尤為值得關(guān)注的是通過 LoRaWAN 增強(qiáng) NTN 的連接性。

說起基于 LoRa 技術(shù)的星地通信，其實(shí)可以追溯到 2018 年甚至更早。2018 年 2 月舉辦的 TTN (TheThings Network) 大會(huì)，就已經(jīng)證明了 LoRa 可在衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)下應(yīng)用的可能性。在當(dāng)時(shí)現(xiàn)場演示中，接收機(jī)捕捉到了從低軌衛(wèi)星傳來的 LoRa 信號(hào)。

2021 下半年，英國太空初創(chuàng)公司 SpaceLacuna 首次使用荷蘭 Dwingeloo 的射電望遠(yuǎn)鏡從月球上反射回 LoRa 信息，其中一條消息甚至包含完整的 LoRaWAN 幀。

接收到的消息頻譜圖，包含調(diào)制的呼號(hào)“PI9CAM”

接收信號(hào)的延遲多普勒圖

2022 年 2 月，LoRa 聯(lián)盟宣布 LoRaWAN 協(xié)議支持 LR-FHSS (長距離-跳頻擴(kuò)頻，Long Range-Frequency Hopping Spread Spectrum) 功能，同期，Semtech 也宣布 LoRa 芯片支持 LR-FHSS，通過 LoRa 芯片與網(wǎng)關(guān)的軟件升級，可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)容量和抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)從傳感器到衛(wèi)星的低功耗、可靠的直接通信。

LoRa 與衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合項(xiàng)目也有落地。美國衛(wèi)星電視運(yùn)營商 EchoStar 于 23 年 9 月份表示，公司旗下 EchoStar Mobile Limited 與 The Things Industries 合作，為歐洲各地的企業(yè)部署混合衛(wèi)星并提供 LoRa 物聯(lián)網(wǎng)解決方案。兩家公司已將 EchoStar 的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)功能整合到 The Things Stack 中，這是一款基于云的 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，使客戶設(shè)備能通過衛(wèi)星或地面網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)雙向通信。

今年 3 月， Semtech 宣布將 NTN 支持集成到其 HL 系列 LPWA 模塊中，特別是 HL7810 和 HL7812，使設(shè)備能夠通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)保持可靠的全球連接，即使在最偏遠(yuǎn)的地區(qū)也支持連續(xù)連接。Semtech 與衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)先驅(qū)公司 Skylo 合作，其即將推出的軟件更新將提供對 Skylo 廣泛網(wǎng)絡(luò)的訪問，該更新計(jì)劃于第二季度進(jìn)行商業(yè)發(fā)布，并等待在 Skylo 網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行測試和認(rèn)證。

LoRaWAN 開放標(biāo)準(zhǔn)的最新發(fā)展推動(dòng)了 LPWAN 在全球范圍內(nèi)跨地面和衛(wèi)星非地面網(wǎng)絡(luò)的部署，包括混合網(wǎng)絡(luò)方法。隨著衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)市場的持續(xù)火熱，LoRa 聯(lián)盟將根據(jù)市場需求和新用例繼續(xù)改進(jìn)和擴(kuò)展 LR-FHSS，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的全球 LoRaWAN 連接，助推天基物聯(lián)網(wǎng)愿景的實(shí)現(xiàn)。

此外，LoRaWAN 在超級可擴(kuò)展性方面的演進(jìn)也值得關(guān)注。通過 LoRaWAN 攜帶符合 GS1 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)識(shí)符（如RFID、條形碼和電子產(chǎn)品代碼 EPC）來有效識(shí)別產(chǎn)品和資產(chǎn)。LoRa 聯(lián)盟還計(jì)劃自動(dòng)化設(shè)備入網(wǎng)流程，通過使用標(biāo)準(zhǔn) API 從在線存儲(chǔ)庫請求設(shè)備配置文件；這將建立在以前圍繞 QR 碼進(jìn)行的工作基礎(chǔ)上。

在相關(guān)新聞稿中，LoRa 聯(lián)盟著重提及了典型案例 ZENNER 網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)展示了 LoRaWAN 目前的高容量特性，它在 15 個(gè)國家的超過 100,000 個(gè)網(wǎng)關(guān)上運(yùn)行著近 750 萬個(gè)傳感器，為能源供應(yīng)商、房地產(chǎn)行業(yè)、城市和自治市、市政公用事業(yè)以及工業(yè)運(yùn)營提供服務(wù)。

LoRaWAN 發(fā)展態(tài)勢

近年來，無論是技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)，還是生態(tài)、應(yīng)用，LoRa 和 LoRaWAN 都取得了一些顯著的成果。

• 連接數(shù)

根據(jù)知名市場研究機(jī)構(gòu) IoT Analytics 發(fā)布的最新版全球低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN）跟蹤和預(yù)測報(bào)告：全球 LPWAN 連接數(shù)持續(xù)增長，截至 2023 年底，全球 LPWAN 連接數(shù)接近 13 億，預(yù)計(jì)未來幾年將以 26% 的年復(fù)合增速增長，到 2027 年連接數(shù)將達(dá)到 30 億。在不包括中國的全球市場中，2023 年 LoRa 的連接數(shù)占 LPWAN 連接總數(shù)的比例是 41%，LTE-M 連接數(shù)占比為 31%，而 NB-IoT 僅為 20%。

換言之，排除中國市場，LoRa 仍然占據(jù) LPWAN 連接的首位。縱使有 NB-IoT、LTE-M 這樣的強(qiáng)勁對手，但借助過去幾年打下的基礎(chǔ)以及 LoRa 生態(tài)靈活的商業(yè)合作模式，讓 LoRa 在未來幾年的物聯(lián)網(wǎng)市場上依然保持穩(wěn)定的市場份額和影響力。

IoT Analytics 預(yù)計(jì)，到 2027 年，除中國市場外，全球 LPWAN 市場上 LoRa 連接數(shù)仍然有 36% 的份額，依然占據(jù) LPWAN 技術(shù)的首位。

• 應(yīng)用落地

今年 1 月，LoRa 聯(lián)盟發(fā)布了其 2023 年年終報(bào)告。報(bào)告指出 LoRaWAN 在多個(gè)垂直市場的全球部署增長強(qiáng)勁，包括智能建筑、公用事業(yè)、城市、農(nóng)業(yè)和工業(yè)。亞太地區(qū)一些 LoRaWAN 項(xiàng)目和大型部署包括：

1. Tata Communications 已經(jīng)完成了兩項(xiàng)重大部署的規(guī)模，其中一項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋 25 多萬個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)工人解決方案，用于在金屬和采礦、石油和天然氣、汽車、制藥等領(lǐng)域的大型制造公司里監(jiān)測健康、安全和生產(chǎn)力情況；另一項(xiàng)利用 LoRaWAN 在印度和中東提供 30 多萬個(gè)智能自動(dòng)照明解決方案，從而管理大范圍區(qū)域的路燈基礎(chǔ)設(shè)施。

2. Semtech 成為韓國某大型水計(jì)量部署項(xiàng)目的合作伙伴，該項(xiàng)目部署了 25 萬個(gè)傳感器。Leotek 通過使用 SJI LoRaWAN 模塊為韓國主要地方政府提供先進(jìn)的水計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。

3. Milesight（星縱物聯(lián)）在中國各地完成了多個(gè)部署項(xiàng)目，約累計(jì)部署了 50000 臺(tái) LoRaWAN 設(shè)備。這些項(xiàng)目包括：提高園區(qū)管理效率并降低能耗的照明控制系統(tǒng)升級；憑借使用 LoRaWAN 的智能建筑來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，包括照明和設(shè)備控制，能源、環(huán)境和空間管理，從而提高工作效率和生產(chǎn)力；以及采用 LoRaWAN 智能垃圾桶傳感器和漏水檢測器的可持續(xù)高效建筑管理，這可以提高運(yùn)營效率，確保顧客滿意度，并整合舊樓系統(tǒng)。

4. 愛物聯(lián)科技有限公司安裝了一個(gè)由 400 多臺(tái) TEKTELIC LoRaWAN 網(wǎng)關(guān)組成的網(wǎng)絡(luò)，對接 25000 多個(gè)智能測量和應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)傳感器進(jìn)行工作，這是 LoRaWAN 在新加坡的里程碑。

5. SenRa 與印度一家大型建筑管理系統(tǒng)公司合作，優(yōu)化與擴(kuò)展其覆蓋 65 英畝場地的 LoRaWAN 部署，同時(shí)在項(xiàng)目初始階段利用 250 多個(gè)傳感器來支持水計(jì)量與管理、漏水檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

……

值得一提的是，LoRa 聯(lián)盟還曾展示過 LoRaWAN 如何引領(lǐng)全球工業(yè)向工業(yè) 5.0 市場演進(jìn)，并表示推動(dòng)工業(yè) 5.0 刻不容緩。

在一篇名為《利用工業(yè) 5.0 及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工廠及倉庫自動(dòng)化》論文中，作者比較了不同通信協(xié)議及物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，他們認(rèn)為，在落地方面，最高效的物聯(lián)網(wǎng)處理器核心為 ARM Cortex，而最有效的通信協(xié)議及技術(shù)為 LoRaWAN 協(xié)議。

LoRa 聯(lián)盟 CEO 兼主席摩爾表示，“大規(guī)模 LoRaWAN 的部署，為實(shí)現(xiàn) ESG 目標(biāo)及工業(yè) 5.0 落地鋪平了道路。”

• 生態(tài)建設(shè)

由于 LoRa 生態(tài)具備靈活的商業(yè)合作模式，全球已經(jīng)有 170 多個(gè)主要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商部署了 LoRaWAN 標(biāo)準(zhǔn)，其連接范圍遍及全球。同時(shí)，各類垂直行業(yè)企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、OEM 廠商也持續(xù)加大對 LoRa 的應(yīng)用——

例如，亞馬遜 AWS 發(fā)布過多個(gè)基于 LoRaWAN 的產(chǎn)品。AWS IoT 可支持 LoRaWAN 的消息，這意味著用戶可以在 AWS 云服務(wù)器上使用 LoRaWAN 來連接、控制和管理自己的低功耗無線設(shè)備。同時(shí)，AWS 自研的通訊技術(shù) Sidewalk 也是將 LoRa 調(diào)制技術(shù)融入其中。

全球最大模組廠商移遠(yuǎn)通信近期也發(fā)布了 LoRa 模組產(chǎn)品。在 CES 2024 期間，移遠(yuǎn)通信正式推出高性能 LoRa 模組 KG200Z。該模組具有超低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸、高性價(jià)比、高可靠性等綜合優(yōu)勢，能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對雙向通信、端到端安全、移動(dòng)性和本地化服務(wù)的關(guān)鍵需求。

寫在最后

LoRa 聯(lián)盟董事會(huì)成員、Netmore Group AB 首席執(zhí)行官 Ove Anebygd 表示：“ LoRa 聯(lián)盟最新提出的開發(fā)路線圖中所體現(xiàn)的持續(xù)創(chuàng)新，包括那些需要通過中繼器、移動(dòng)網(wǎng)關(guān)和非地面網(wǎng)絡(luò)提供改進(jìn)或擴(kuò)展連接的用例，將繼續(xù)鞏固該技術(shù)的領(lǐng)先地位。對于 Netmore 和我們的全球客戶來說，這些優(yōu)勢將為轉(zhuǎn)化為服務(wù)優(yōu)化、成本節(jié)約、法規(guī)遵從性和資源節(jié)約。這在公用事業(yè)和能源領(lǐng)域最為明顯，基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)量和監(jiān)控解決方案正在迅速擴(kuò)展。”

LoRaWAN 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)質(zhì)上已經(jīng)成為運(yùn)營商級別物聯(lián)網(wǎng) LPWAN 安全連接的全球標(biāo)準(zhǔn)，隨著路線圖的發(fā)布，整個(gè)生態(tài)也將朝著更加清晰的目標(biāo)前進(jìn)。

參考資料
《LoRa Alliance? presenta el roadmap de desarrollo de LoRaWAN?: el éxito de este estándar marca su rumbo y evolución futuros》，lora-alliance
《LoRa? 集成LR-FHSS功能，支持衛(wèi)星通訊與密集部署》，CWW
《Semtech Elevates Global IoT Connectivity with HL78 Modules Enhanced by NTN Capabilities》，Semtech
《2027 LoRaWAN roadmap published – for satellite IoT, hybrid IoT, easy IoT》，RCRWirelessNews