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CLAA物联网生态圈和LoRa行业现状解析

作者:郭仁贤
2019/07/01 17:21

物联网是高度碎片化的市场,需要各种高、中、低速的连接技术来满足不同应用场景的需求。

随着5G商用牌照的颁发,中国5G进程大大提速,解决了车联网等物联网应用中缺乏高速率、低时延连接技术这一难题。而作为低速率、广覆盖连接技术的代表,LoRa尽管前期在国内的发展一路磕磕绊绊,但到底也还是站稳了脚跟。

据了解,LoRa(Long Range),是由美国Semtech公司推出的一种基于扩频技术的低功耗窄带远距离通信技术。而LoRaWAN协议,是一种标准开放的低功耗广域网规范,其在数据链路层定义媒体访问控制(MAC),并且能满足物联网设备的多种需求,是由国际LoRa联盟(LoRa Alliance)进行维护的。

根据国际LoRa联盟(LoRa Alliance)官网的信息,目前,全球有100多家网络运营商在超过100个国家进行了LoRa网络的部署。

Semtech无线和传感器产品事业部总监Vivek Mohan表示,基于LoRaWAN的大规模网络部署,已经成为全球物联网应用中一个日益重要的趋势。

谈到LoRa在国内的发展,就不得不提到CLAA物联网生态圈(CLAA IoT Ecosystem)的构建。该生态圈是在国际LoRa联盟(LoRa Alliance)支持下,由克拉科技主导,各行业物联网应用创新主体参与的产业共同体。雷锋网了解到,截止2019年7月1日,CLAA联盟企业成员已达1300多家。

克拉科技,作为中国运营级LoRa产业链的一员,脱胎于中兴通讯。旗下有系列化网关产品、定位终端、通用传感装置平台GSP/SSP等产品,并主导产业联盟及CLAA生态圈标准制定。

自2016年12月29日,克拉科技正式落户苏州高新区以来,其已形成了总部在苏州,研发中心在南京,以及四省业务区域中心为衢州这样的格局。此外,位于苏州的ZXCLAA全球运维中心是为其分布在全球的CLAA区域网络提供服务支撑。

CLAA物联网生态圈

CLAA物联网生态圈,自2016年1月成立以来,目前已发展成为从LoRa芯片、模组、终端、系统集成商到解决方案提供商,以及互联网企业、电信运营商广泛参与的产业共同体。

在目前1300多家的CLAA联盟企业成员中,芯片模块、终端传感和系统集成商企业较多,例如:克拉科技、Semtech、利尔达、唯传科技等;运营服务企业,则有贵州燃气、腾讯和联通、中安云网、东方有线等。

CLAA物联网生态圈和LoRa行业现状解析

公开资料显示,现阶段,LoRaWAN网络已遍及国内各个省市,涉及的应用类型达300+。例如克拉科技,其参与组建的LoRaWAN网络分布的省市有:贵州、深圳、济南、天津、上海等50+,垂直行业有电力、消防、社区管理、市政、停车管理、交通、农林和油田等300多个。

雷锋网了解到,LoRaWAN网络的部署方式和商业模式非常灵活。据公开资料显示,目前CLAA主要有四种业务合作模式:

· 独立运营商:提供全套解决方案;支持客户建网,并与CLAA共享物联网互联互通费用;

· 大型合作伙伴:通过参股,CLAA负责建网,多城市大范围覆盖,CLAA承担运维费用;

· 中小型客户:通过采购设备,CLAA协助建网,城市级或区域级覆盖,客户承担运维费用;

· 专业渠道商:通过采购设备,自行微客户建网,协助客户运营,客户承担运维费用。

根据项目需求的不同,LoRaWAN网络规模会有很大差异。既有大到省、市级的网络覆盖,也有小到几个街区大小的网络覆盖。

在省级的CLAA网络覆盖案例中,克拉科技为中安云网在贵州省有组建LoRaWAN网络应用,并提供窄带物联网络系列化网关、网规网优工具、云端CLAA物联网平台运维服务,以及CLAA生态圈的物联网综合解决方案的支撑。目前,中安云网已经启动贵阳市CLAA网络基础设施建设,计划今年内完成全省CLAA网络的组建,首期将为贵燃集团的7.5万燃气用户提供接入服务,同时开展城市物联网应用的接入。

就公共事业领域来看,目前有80多家智能表计的企业加入该联盟并支持CLAA协议,主流燃气表企业超80%是CLAA物联网生态圈的正式成员。

在LoRaWAN网络的局部覆盖案例中,这些项目一般有街道社区、农业、工厂、油田等。

2018年,克拉科技在上海南码头街道对辖区内27个老旧小区开展的智慧社区改造项目,将物联网技术与老旧小区改造相结合,通过智能传感器,实现对智能车辆的管控、公共过道烟雾探测、室外污水井盖探测、平安志愿者的智能管理以及老人居室防烟雾监测等。

除了上海南码头街道的这个项目,腾讯和克拉科技在深圳也开展了基于LoRaWAN网络的智慧社区项目。雷锋网了解到,目前这个网络的网关数量已达近600个,覆盖面积约为500多平方公里,主要区域为深圳南山区和龙岗区。

CLAA物联网生态圈秘书长兼克拉科技总经理刘建业表示,目前来看,在众多LoRaWAN网络的行业应用中,电力、消防、社区管理、停车管理、交通等领域是比较热门的。例如电力行业,现阶段在上海、江苏、武汉等省市都在开展泛在电力物联网的试点,并且全国已经有几十个项目在运作过程中。

MSP多业务统一平台架构解析

ZXCLAA全球运维中心,这是为分布在全球的CLAA区域网络提供服务支撑,确保平台和接入侧设备能实现端到端的及时预警和响应,并进行7*24小时不间断的监控服务。

作为该运维中心的核心,MSP多业务统一平台(Multi-Service Platform),是基于CLAA生态标准,结合云端技术,把网关和终端接入到这个平台里面,并对接入的各种设备提供管理服务以及数据分析功能。

刘建业表示,“MSP目前是一个大型的平台,我们的平台设计可以在云端部署,能够满足千万级甚至于上亿的传感器的接入和连接管理,也能提供小型化、专网的部署方式,实现特定场景下,少量传感器的低成本、小型化的接入。”

CLAA物联网生态圈和LoRa行业现状解析

MSP多业务统一平台可分为四大部分,分别是:InfiLink连接管理平台、InfiBoss运营管理平台、 InfiCombo应用管理平台和InfiData数据分析平台,其具体情况如下:

· InfiLink 连接管理平台 :采用基于SOA的分布式服务架构来实现,整个系统由配置注册中心,服务能力组件,消息总线组成。采用智能ADR技术提升网络容量,对于LoRa网络来说,SF每提升一级,容量大概提升1倍。

· InfiCombo 应用管理平台:采用微服务架构实现InfiCombo系统的模块化研发、服务化部署。其平台功能是为通过CLAA联盟规范的各种终端设备提供接入服务,并实现插件化快速部署、加载界面及菜单定制和扩展;支持各类数据库,支持私有云、公有云;能进行子系统和多系统数据分析;能进行跨系统能力开放、联动策略定义、规则引擎自动处理等。

· Infiboss 运营管理平台:其分为应用功能层、应用框架层、系统支撑层,以及API及工具层。微服务架构实现InfiBoss系统的模块化研发、服务化部署。分布式存储保证高可用性和冗余。

· InfiData 数据分析平台:该板块是2018年11月发布的一个新的平台功能,它是由数据接收层、数据存储层、数据加工层、数据呈现层组成,分别完成对大数据的接收、转换清洗、存储,按照分析模型加工处理、其最终结果通过可视化技术来呈现。

CLAA物联网生态圈和LoRa行业现状解析 

此外,InfiData对InfiLink产生的网络信息、InfiCombo产生的业务数据信息进行多维度综合分析,形成对网络运维和物联网应用的故障快速分析和运行洞察。关于该平台上的终端和基站运行状况,例如终端收发包信号质量、路径、基站空口负荷、基站覆盖分布、底噪信息等,这个相当于一个网络的CT仪表,可以对网络实现故障快速定位和精细化管理等。

对于MSP多业务统一平台未来的技术升级和功能扩充,刘建业表示,一方面,MSP将趋向于小型化和低成本的方式。因为现在很多的应用场景,比如:电力、油气等应用场景,它不是进行云端统一管理的,那么就需要组建专网和私有网络,通过小型化设计可以让客户用起来更方便,成本也更低。因此,lite MSP和mini MSP将是重要的技术方向。

另一方面,针对应用层面,平台的管理能力将强化数据分析的功能,对网络故障定位功能进行增强,进一步提升平台的运维服务能力。我们知道,无线网络的各种使用场景比较复杂,所以要把该平台上打造成一个差异化的,能够进行电信级管理和运营服务的平台。将基于InfiData,对大数据进行分析,结合行业应用模型的建立,在积累一定数据的情况下,去挖掘数据背后的价值。

LoRa行业现状

近几年,物联网市场受到政策、技术、资本、用户需求等多种因素的影响,如政策对5G技术的大力扶持,运营商对NB-IoT模组的补贴等,由于物联网连接技术的历史原因和自身基因的不同,在市场推广中自然有不同的境遇。

与NB-IoT出生于3GPP国际标准组织的正统身份不同,LoRa自从在国内市场开始崭露头角以来,业界就对于LoRa芯片供应商过于单一而一直心存疑虑,这也是不少物联网项目在硬件选择时需要考虑的一个关键问题。

随着2018年“杭州·云栖大会”期间,阿里云获得了LoRa芯片IP授权一事,国内LoRa芯片供应商多元化的市场形态逐渐被打开,一定程度上对于LoRa行业的发展起到了促进作用。

据了解,Semtech的合作授权可以分为两种,一种是用Semtech提供的LoRa晶圆做SiP封装芯片,另一种就是阿里云获得的IP授权,获得LoRa芯片IP授权之后,其芯片厂商可以根据自己的需求设计芯片架构、自行增加片上各种外设,能进行更多创新,也能在一定程度上形成具有自主知识产权的LoRa芯片。

CLAA物联网生态圈和LoRa行业现状解析

自2018年9月开始,阿里云和多个合作伙伴陆续推出LoRa系统芯片(具体商用情况还待考证)。例如:翱捷科技(ASR)发布的LoRa系统芯片ASR6505,这是继ASR的LoRa系统芯片ASR6501/6502后,其推出的第三款LoRa系统芯片。当前,翱捷科技在推出三款LoRa SIP芯片的同时, 也已着手SoC的设计。

雷锋网(公众号:雷锋网)了解到,2018年全球LoRa芯片的出货量大约有数千万片,中国市场的LoRa芯片占据了全球一半以上。此外,国内LoRa基站的部署量达到了数万个,在北京、深圳、广州、杭州等城市均有城市级的LoRa网络覆盖。

关于LoRa网络的覆盖能力,在地面到地下的LoRa网络覆盖,其可以通过增加基站的密度以及其他技术手段,基本实现100%覆盖。而在太空,未来将通过高度为700公里左右的低轨卫星直接覆盖到地面。

在物联网网络层的众多的技术中,其覆盖距离、速率、功耗都各不相同,例如:ZigBee、Wi-Fi、蓝牙以及NB-IoT等。在具体的应用场景中,很可能需要各种不同类型的网络来进行组合,服务于物联网垂直行业的应用。

就LoRa与ZigBee、Wi-Fi、蓝牙的兼容和协议互通问题,刘建业表示,

“对ZigBee、Wi-Fi和蓝牙等,我们可以通过短距离网关把这些信号转换为LoRa信号进行远传,这样的话,就可以把这几个短距离网络历经一、二十年的发展所形成生态下面的产品,快速集成到LoRa的广覆盖的网络里面。”

NB-IoT,大约诞生于2016年,其工作于授权频段,与LoRa同属低功耗广域网络技术(LPWAN)。对于NB-IoT,LoRa主要是与之形成网络互补。刘建业表示,

“因为NB-IoT在进行网络覆盖的时候,有些区域可能覆盖不到,这时候我们就可以将LoRa网络跟NB-IoT网络进行组合,借此消除网络盲区。不管NB-IoT,还是LoRa,它们只是一个载体。这个技术推出以后,可能对物联网应用降低成本和扩大应用范围,提供了一个工具。然而,要想真正的把用户的需求激发出来,就需要去深入各个行业,帮用户真正解决问题和提供高体验的服务,这些才是根本。”

由于LoRaWAN标准的开放性和灵活性,中国已成为LoRa产业生态最大的市场,国内已有上千家公司的业务与LoRa相关。其中,中兴通讯、阿里巴巴、腾讯、中国联通、贵州广电、铁塔公司等重量级玩家的加入,对中国LoRa产业的发展和壮大,其重要性是不言而喻的。

雷锋网总结:

物联网,从最早的萌芽阶段发展至今,早已不是一个新兴技术了。由于其包含的技术门类之多,产业链长,入局企业多,可以说尽管火爆了很多年,但却一直未能真正进入大规模落地阶段。

就物联网的市场形态来讲,这是一个高度碎片化的市场,需要各种高、中、低速的连接技术来满足不同应用场景的需求,没有哪种技术能通吃所有应用场景,在对各种物联网应用进行落地时,即需要5G、NB-IoT,也需要LoRa、ZigBee、Wi-Fi和蓝牙等。

从CLAA物联网生态圈、MSP多业务统一平台、组网规模/行业应用、LoRa芯片的IP授权以及未来可能实现的星基覆盖来看,LoRa技术在中国的发展已经愈发稳健,以开放、自主的姿态给了众多想要入局通信市场的企业一个机会,使其参与到网络运营中。

5G牌照的颁发,使得5G商用进程大大提速,同时也引发了部分人士对于LoRa牌照问题的思考,那么它是否存在牌照问题呢?

上文中我们曾提到,LoRa的网络是根据项目需求来定的,既有大到省、市级的网络覆盖,也有小到几个街区大小的网络覆盖。因此可以这么说,LoRa既是网络,也是业务和应用,这与电信运营商的5G业务是不同的。

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