摘要:11月28日,工信部发布了2019年第52号公告,进一步规范了微功率短距离无线电发射设备的诸多事项。在该公告发布之后,部分业内人士认为,根据新规,低功耗、远距离的局域网无线标准LoRa因为新规的一些限制,恐怕是要凉凉了。而另一部人则认为,国内LoRa非但没有受到限制,反而新规肯定了LoRa可以用于无线组网,对LoRa是利好。

工信部新规落地,对LoRa到底是利好还是利空?-芯智讯

11月28日,工信部发布了2019年第52号公告,进一步规范了微功率短距离无线电发射设备的诸多事项。
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在该公告发布之后,部分业内人士认为,根据新规,低功耗、远距离的局域网无线标准LoRa因为新规的一些限制,恐怕是要凉凉了。而另一部人则认为,国内LoRa非但没有受到限制,反而新规肯定了LoRa可以用于无线组网,对LoRa是利好。

那么到底是怎么回事呢?

首先,工信部新规第七条有写到:

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对此,无线电管理局做出了详细解读:

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那么这个规定跟LoRa有什么关系呢?LoRa是由美国Semtech公司创建的一项低功耗、远距离的局域网无线标准。而LoRa工作使用的就是免授权的ISM频段,但各国或地区的ISM频段使用情况是不同的。下表是LoRa联盟规范里提到的部分使用的频段:

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可以看到LoRa的ISM频段包括470-510MHz、865-867MHz、867-869MHz、902-928MHz、920-925MHz等。其中,在中国的工作频段就是470-510MHz。而主要技术的应用领域则是“计量表”。

可以看到,前面工信部的公告当中,明确提到,自2022年1月1日起,停止生产或者进口不符合本公告但符合《关于发布<微功率(短距离)无线电设备的技术要求>的通知》(信部无〔2005〕423号)规定的民用计量仪表、模拟式无绳电话机和698-787MHz频段的微功率设备。

注意上面,不符合本公告但是符合《关于发布<微功率(短距离)无线电设备的技术要求>的通知》规定的民用计量仪表将要停止生产或者进口。也就是说,除了这次的通知当中没有规定的禁止的设备之外,在《关于发布<微功率(短距离)无线电设备的技术要求>的通知》规定当中的民用计量仪表也需要停止生产和进口。

我们来看,《关于发布<微功率(短距离)无线电设备的技术要求>的通知》(信部无〔2005〕423号)当中关于计量表的规定:

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也就是说原来符合以上要求的,包括470-510MHz频段内的LoRa设备将要停止生产和进口。这可能是很多人说LoRa要凉的其中一个原因。

不过,此次在工信部第57号公告当中,第一条有明确指出,“生产或者进口在国内销售、使用列入并符合《微功率短距离无线电发射设备目录和技术要求》(见附件)的无线电发射设备,无需取得无线电频率使用许可、无线电台执照、无线电发射设备型号核准,但应当符合产品质量等法律法规、国家标准和国家无线电管理有关规定。”

那么我们再来看看《微功率短距离无线电发射设备目录和技术要求》当中关于工作频段在470-510MHz的计量表的规定:

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可以看到,其中规定的对应的几个要求:

1、限在建筑楼宇、住宅小区及村庄等小范围内组网应用, 任意时刻限单个信道发射。这一点限制了LoRa在中国的使用场景。这也使得LoRa之前的智慧城市应用前景在中国无望。

对比下2018版的《微功率短距离无线电发射设备技术要求(征求意见稿)》,我们也可以看到一个明显的变化,主要是去掉了“用于电力、热力、水务、燃气等公用计量业务。”的表述,同时在“在建筑楼宇、住宅小区及村庄等小范围内组网应用,任意时刻限单个信道工作。”前面加了个“限”字。

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LoRa最大的一个优势是LoRa联盟制定的LoRawan协议,另一个是核心基站网关1301芯片。LoRaWan协议从1.0~1.01~1.03~1.1的发展路径,包括1.1协议新增的漫游入网切换等新功能,都是在往智慧城市、运营商大网的方向演进,但在中国的当前政策下,这些已被限制!

2、发射功率限值:50mW(e.r.p); 发射功率谱密度限值:占用带宽小于等于 200kHz 的, 为 50mW/200kHz(e.r.p) ;占 用 带 宽 200-500kHz 的 , 为 10mW/100kHz(e.r.p)。“单次持续发射时间<1秒”,“发射功率谱密度限值占用带宽小于等于200kHz”。

那么这些限制会对LoRa带来哪些影响呢?

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▲LoRa的空中传输时间是受带宽BW、编码率、扩频因子、数据包大小影响的,这几个参数的组合也决定了各种应用场景的需求。一般来说,扩频因子越小带宽越大,用时也越短。可以看到如果限制是<1秒,以105个字节的数据尺寸为例,如果同时又限制了带宽低于200kHz,就只有BW125,SF7~9可以选择,相当于丧失了LoRa扩频技术的优势。

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▲根据LoRa联盟的LoRaWan协议规定,扩频因子越大,可以传输的有效数据包的尺寸就越小,例如SF10~12时,数据包最大只有51个字节,如果需要满足100个字节的数据包传送,又需要传送1公里以上左右的距离,以前的做法是采用非LoRaWan协议来实现,但是传送的时间就会大于1秒,现在新规出来必须要小于1秒,这意味着,这条采用私有协议的方法也被堵死了!

通常,在无遮挡环境下,扩频因子越大传输距离越远,即使在低扩频因子的近距离也可以很容易做到3KM以上的稳定通信距离。但是在遮挡环境,要保证业界共识的90%正确传输率以上的条件下,越低的扩频因子,就距离越短。

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▲LoRa有效传输距离和扩频因子的关系

根据国外的实验数据证明,如果扩频因子限制在SF7~9的范围,要保证90%以上的传输正确率,可能只有100~200米的传输距离甚至更差!由于加了1秒的限制,想保证一定通信数据包尺寸的条件下,只能采用低扩频因子,但势必会引起有效距离极大的减少,完全失去了LoRa之前引以为傲的远距离通信优势!

而LoRa的优势本来是在偏远郊区进行远距离、低功耗传输,与运营商互补。如果现在都要限制在小范围使用,无异于是自废武功,和其他各种Wi-Fi、BLE、Zigbee无线技术竞争,无论在带宽、实时性、双向控制,LoRa都不占优,处处受制,最后可能的结果就是国内会放弃LoRaWan标准协议,退回到以前的各家玩各家的私有协议的状态。

LoRa联盟制定LoRaWan协议的演进路线本身是为了组大网的运营商网络发展的,因此在LoRaWan的协议里面加了很多符合当地国家法规的限制,例如发射占空比小于1%等限制,LBT(listen before talk)等,现在组大网在国内受到限制,之前LoRaWan的很多限制在国内就完全失去了意义。最后的结果很可能就是被开发者放弃,这样导致的后果可能更严重!比如;安全性问题、稳定性问题、兼容性问题、之前lora联盟开创的标准化、低门槛在国内就会前功尽弃。业内可能又会回到早期的百花齐放的野蛮生长状态!

可以说这次工信部的新规落地,确实并没有之前很多人误解的,“Lora要凉了”,但是也绝对不是“利好”!

值得一提的是,一直以来,在物联网领域,LoRa和NB-IoT都是直接的竞争对手,不过相对于NB-IoT来说,LoRa的优势在于用户不依靠运营商就可完成LoRa网络部署,不仅布设更快,而且成本更低。而NB-IoT成本和能耗都较高,而且运营商还需要收费。这也使得在小区、农场、产业园等封闭区域,特别是NB-IoT信号较弱的室内和地下环境,LoRa技术优势明显。

不过需要指出的是,LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,而目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯科技(Microchip)等。这也意味着,一旦发生类似美国针对中兴、华为那样的事件,国内的LoRa也必然将受制于人。

值得注意的是,经过数年的发展,目前LoRa联盟在全球拥有超过500个会员,并在全球超过100个国家布置了LoRa网络,这些网络遍及美国、加拿大、巴西、中国、俄罗斯、印度、马来西亚、新加坡等国家和地区。其中在中国,包括阿里巴巴、腾讯、中兴通讯、中国联通、铁塔公司、贵州广电都是LoRa技术的积极推动者。

编辑:芯智讯-浪客剑

注:本文中间相关LoRa的技术分析和图片资料来源于一位要求匿名的LoRa技术方面的专家。