從幾個問題來深入了解物聯網新星LoRa和LoRaWAN

——問題一：甚麼是 LoRa？——

LoRa 是 Long Range Radio 的縮寫，從這個名字上面就能看出來他的特點是傳輸距離遠，在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離要更遠，實現了低功耗和遠距離的統一，它在同樣的功耗下比傳統的無線射頻通信距離要遠 3 – 5 倍。是由美國陞特（semtech）公司創建的低功耗局域網無線標準。

—問題二：甚麼是 LoRaWAN？—

LoRaWAN（Lora Wide Area Network）LoRa 廣域物聯網的簡稱，是基於 LoRa 技術的一種通信協議。它主要由（LoRa 終端、LoRa 網關、LoRa 伺服器）三個實體組成。如果按協議分層來說 LoRaWAN 是 MAC 層，LoRa 是物理層。

—問題三：LoRa 的優點有哪些？—

距離遠：超遠的傳輸距離，採用擴頻增益、它的傳輸距離約 FSK 的三倍。特別是在普通的無線傳輸信號較弱的室內和地下環境，LoRa 技術優勢明顯。
功耗低：盡管它通信距離空曠能達到 5KM，仍然具有良好的節能特性。
免     費：與我們上一篇文章所介紹的 NB-IOT 所不同的是 LoRa 工作在免費 ISM 頻段，用戶不依靠運營商就可完成 LoRa 網路部署，不僅布設更快，而且成本更低。這為普通用戶使用該無線網路打開了一道便捷之門。

—問題三：LoRa 的缺點有哪些？—

傳輸速率低：因為擴頻後的通信帶寬窄，一般只適合傳感器等傳輸資訊量較低的網路。對於數據量高的應用場合（如圖像傳輸）就不適用了。

技術過於集中：LoRa 技術過於集中於 semtech 公司。不利於產業的發展。

需要新建網路：LoRa 在布設過程中，需要新建信號塔、工業基站甚至是便攜式家庭網關。這對於一般的普通用戶就存在一定的難度。因此行業中基本沒有見到有百萬連接的項目。

—問題四：LoRa 芯片有哪些？—

目前支持 LoRa 這種通訊技術協議的終端芯片大部分是由 semtech 公司推出的，或是其授權生產的。行業內最為主流的是 SX1276 和 SX1278，二者封裝一致，應用電路有細微差別，前者面向的是歐美市場（頻段 137-1020MHz），後者面向中國市場（頻段 137-525MHz）。除此之外 SX1262 也是一款比較流行的 LoRa 終端芯片，它的體積比上面的兩款更小，支持的頻段為 150-960MHz，發射功率更高，被很多應用者所選擇。

除了終端芯片以外如果要組成 LoRaWAN 還需要網關芯片，SX1301 就是 semtech 公司推出的 LoRa 網關芯片，8 個 LoRa 信道，1 個是 FSK 信道，可以看成是 FPGA+ 8 路 LoRa 調制解調器，該芯片是 Semtech 公司的核心利益糢塊，從數據手冊到軟體驅動再到協議算法都是不公開的。

—問題五：LoRa 與其他無線通信技術有何區別？——

我們目前常見的無線通訊方式有 WiFi、藍牙、2G-GSM、3G\4G、NB-IOT、ZigBee 和常見小無線（sub 1G）等。下圖是筆者根據這幾種無線通信方式的相關特性做的分類比較，大家可以看出 LoRa 在很多方面都具有很大的優勢，比如通訊距離以及通信成本等。

——總結——

筆者在去年深入的研究以及使用了 LoRa 這種通訊技術，包括其硬件設計和軟體驅動，如果是單純的用來傳輸傳感器數據 LoRa 都是很合適的選擇，比一般的小無線如 Ti 的 CC1101、芯科實驗室的 SI4432 和 SI4463（我竟然發現這貨有 bug，官方已承認）都要優秀很多。如果組成 LoRaWAN 其他小無線更是無法比擬。

目前與其競爭比較激烈的是 NB-IOT，需要了解 NB-IOT 的朋友可以看我上一篇文章，對比 NB-IOT 來說雖然它們在一些細分領域不具有競爭關系，但是在很多常見領域都是有所競爭的，LoRa 因為其技術的壟斷導致了其閉塞，而不像 NB-IOT 那樣的開放，這對於無線通信這個龐大的領域來說無疑是不討好的。

LoRa 與 NB-IOT 的比賽才剛剛開始，最終誰會成為物聯網通信行業的領頭羊都還是未知，作為用戶的我們是這場比賽的參與者也是裁判者。希望它們會在未來給我們的生活帶來更多的便利，更多的驚喜！