作者： Lisa Eitel

如果混淆了基于無線電的 LoRaWAN 和基于無線電的 Loran，后果不堪設(shè)想。這兩種技術(shù)都是關(guān)于連接和通信技術(shù)如何成為勝出，而其他技術(shù)如何被無情拋棄的精彩故事。雖然 Loran 已讓位于依賴衛(wèi)星的解決方案，但 LoRaWAN 在某些應(yīng)用中的使用率卻遠遠超過了 NB-IoT、Sigfox 和 LTE-M。但是，支持弱勢系統(tǒng)作為用例替代品和強大的后備系統(tǒng)也是有價值的。

大約 20 年前，美國國土安全部停用了被稱為 Loran 的遠程導(dǎo)航技術(shù)，美國開始主要依賴基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng) (GPS) 和雷達進行海上和航空導(dǎo)航。二戰(zhàn)時期的 Loran 系統(tǒng)使用由地面發(fā)射塔組成的全球網(wǎng)絡(luò)，同步向接收器發(fā)射無線電信號；接收器再比較距離最近的發(fā)射塔發(fā)出的信號到達時間，以驚人的精確度確定地理位置。

許多安全專家和通信愛好者都對 Loran 的消逝表示惋惜，因為它曾經(jīng)提供了一種簡單而強大的陸基導(dǎo)航備份，而沒有衛(wèi)星系統(tǒng)那樣的任何漏洞。數(shù)字 [eLoran] 的替代品未能贏得廣泛關(guān)注。

具有諷刺意味的是，被稱為 LoRaWAN（長距離廣域網(wǎng)）的技術(shù)目前正在其應(yīng)用領(lǐng)域擠掉其他競爭技術(shù)。

圖 1：上一代 Loran（Loran-C）運行時使用 90 - 110 kHz 頻率范圍來支持數(shù)據(jù)提取。LoRaWAN 使用 863 - 928 MHz 頻率范圍傳輸數(shù)據(jù)。（圖片來源：Lisa Eitel）

LoRaWAN 是一種高效通信技術(shù)，類似于低數(shù)據(jù)量的長距離 Wi-Fi，適用于農(nóng)業(yè)、公共事業(yè)和工業(yè)跟蹤應(yīng)用領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。簡而言之，這種技術(shù)在 863 - 928 MHz 的窄頻譜上（具體頻率取決于地區(qū)）采用物理層協(xié)議的無線信號，在城市環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸距離可達輸數(shù)公里，在農(nóng)村環(huán)境中則可傳輸 10 公里以上。圍繞中心頻率的調(diào)制以相對無干擾的方式傳輸數(shù)據(jù)，甚至可以傳輸數(shù)公里并穿過各種結(jié)構(gòu)。

工業(yè)領(lǐng)域和政府部門一直在穩(wěn)步采用這種技術(shù)，尤其是在過去十年中。基于 LoRa 的 LoRaWAN 解決方案比基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的解決方案更具成本效益，部分原因是 LoRaWAN 的運行不依賴于太空中的衛(wèi)星。此外，之所以 LoRaWAN 的網(wǎng)絡(luò)組件經(jīng)濟實惠，是因為它將 LoRaWAN 功能賦予了設(shè)備。此外，LoRa 技術(shù)使用非許可無線電頻率，這意味著組件供應(yīng)商可以部署解決方案，而不必像其他解決方案那樣面臨監(jiān)管約束。

圖 2：SX1250 sub-GHz 射頻芯片與 Semtech 的 SX1302 基帶引擎配合使用，可讓工程師為點對點或本地網(wǎng)狀 LoRa 網(wǎng)絡(luò)或功能更強大、覆蓋范圍更廣的 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計網(wǎng)關(guān)。它們覆蓋了 1 GHz 以下的任何頻段，支持使用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所采用的各種免許可頻段。（圖片來源：Semtech Corp.）

LoRaWAN 在無線物聯(lián)網(wǎng)通信中的主導(dǎo)地位日益增強，在某些應(yīng)用中已經(jīng)擠掉了基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）和 LTE-M。事實上，LoRaWAN 似乎還戰(zhàn)勝了 Sigfox。

圖 3：使用了一種 LoRa 調(diào)制技術(shù)，該射頻收發(fā)器的靈敏度超過 -148dBm。加上集成的 +20-dBm 功率放大器，使其成為適用廣泛的高性價比解決方案。（圖片來源：Semtech Corp.）

NB-IoT 和 LTE-M 都使用授權(quán)頻譜和蜂窩傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸能力分別高達 250 kbps 和 1 Mbps。它們可在遠距離范圍內(nèi)運行，功耗僅略高于其他物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議選項，可為智能建筑、公用事業(yè)接口、可穿戴電子設(shè)備和資產(chǎn)跟蹤器提供連接。

與 LoRaWAN 一樣，高效 Sigfox 使用非授權(quán)頻譜，以 100 - 600 bps 的速度傳輸數(shù)據(jù)，適用于間歇性低數(shù)據(jù)應(yīng)用，如系統(tǒng)監(jiān)控、遠程機器報警、系統(tǒng)和簡單的位置跟蹤。但由于其使用量少，Sigfox 陷入了財務(wù)困境。總部位于新加坡的 [UnaBiz 現(xiàn)在擁有 SigFox]，并在去年宣布了幾項新發(fā)展。

值得慶幸的是，我們從未見過因蓄意破壞、太空碎片或其他涉及太陽耀斑電磁效應(yīng)（如輻射和地磁暴）的太空天氣而導(dǎo)致的大規(guī)模通信衛(wèi)星故障。因此，我們對這些衛(wèi)星導(dǎo)航的過度依賴（以及對老式 Loran 衛(wèi)星的棄用）并未受到質(zhì)疑。此外，LoRaWAN 的標(biāo)準(zhǔn)化也沒有出現(xiàn)明顯的漏洞。然而，當(dāng) Sigfox 等精妙的系統(tǒng)進入競爭時，對各行業(yè)都有好處。

審核編輯 黃宇