ChirpLAN發(fā)布，能否替代LoRaWAN

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠）物聯(lián)網(wǎng)是一套復(fù)雜的技術(shù)組合，涉及智能傳感與識別、組網(wǎng)傳輸、云計算等一系列信息技術(shù)。各技術(shù)要素之間共存共生，互相依賴，貫穿數(shù)據(jù)的流動應(yīng)用路徑。未來，物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的聯(lián)系將更加緊密。

物聯(lián)網(wǎng)的各類模塊里，無線通信模塊的重要性是不言而喻的。無線通信模塊可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送、收發(fā)，以及信息的傳遞、路由和控制，包括延伸網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層依托公眾電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，也可以依托行業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)。一些自組網(wǎng)模塊想必大家也不陌生，藍牙模塊、窗口模塊、2.4G模塊等等。

磐啟微電子近期公布了應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)協(xié)議ChirpLAN，ChirpLAN是基于其自有的具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的ChirpIOT系列產(chǎn)品所推出開源的P2P或星型無線局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ChirpLAN與LoraWAN比較類似，具有通信安全，組網(wǎng)方便，終端功耗低，通信距離遠等特點，廣泛適用于智能工廠、智能抄表、智慧城市、智慧倉儲等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。

ChirpLAN有何特點？

無線通訊行業(yè)里都知道有LoRa，基于LoRa延伸有LoRaWAN這么一個無線通信協(xié)議。ChirpLAN則是ChirpIOT的延伸，也就是ChirpIOT＋LAN。既然是基于ChirpIOT通訊技術(shù)，ChirpLAN采用按需可靠的數(shù)據(jù)收發(fā)機制，主打遠距離、低功耗。

ChirpLAN遵循Apache 2.0協(xié)議，協(xié)議代碼和規(guī)范都完全公開開源，其網(wǎng)絡(luò)組合方式非常靈活，既可以支持組網(wǎng)也可以支持點對點。ChirpLAN的輕量級配置（code<15KB，SRAM<4KB）以及多種的功耗配置也能夠適配各種功耗和實時性要求不同的場景。

根據(jù)磐啟微電子在發(fā)布會上的介紹，ChirpLAN芯片是知識產(chǎn)權(quán)完全自主，從芯片到協(xié)議全部自由，在一些行業(yè)應(yīng)用里，大家對這個還是挺看重的。作為一種低功耗遠距離的自主安全可控的局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，ChirpLAN不走廣域網(wǎng)，通過局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議解決最后一公里或者幾公里無線的傳輸。

ChirpLAN核心協(xié)議部分

ChirpLAN的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)同樣包含應(yīng)用層（MCU外設(shè)以及AT指令具體應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯），網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層（射頻收發(fā)控制）以及物理層。物理層和ChirpIOT是相同的，網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層是ChirpLAN協(xié)議的核心部分。

網(wǎng)絡(luò)層里ChirpLAN定義了三種Network工作模式。第一種主動上報模式支持雙線通信，終端具有距極低的功耗。用戶按需來發(fā)送數(shù)據(jù)，不發(fā)送數(shù)據(jù)時RF處于休眠狀態(tài)。

第二種是空中喚醒模式，這種模式在主動發(fā)包機制上是和主動上報模式一致的。除此之外，空中喚醒模式能支持單向通信，終端會周期性自動喚醒并接受，進行相應(yīng)的通訊。另外，這種模式是支持時間幀同步的。

第三種全速運行模式是一種半雙工模式，支持雙向通信，強調(diào)數(shù)據(jù)的實時性，終端和網(wǎng)關(guān)可以隨時進行通信。全速運行下的終端功耗肯定會更高一些。總的來看，這三種Network工作模式是在這個功耗和實時響應(yīng)之間做了不同的折中以適應(yīng)不同的應(yīng)用配置。

上面提到ChirpLAN的組網(wǎng)方式很靈活，網(wǎng)絡(luò)層里ChirpLAN定義了點對點直連，具體來說是既支持定點通信，也支持一對多通信。

另一個核心鏈路層則是常規(guī)的覆蓋收發(fā)邏輯、重傳控制、安全機制這些功能。在安全上，ChirpLAN是支持加解密功能的（AES128，key:128 bit）。

ChirpLAN支持的芯片

磐啟微電子在發(fā)布會上展示了目前兩款支持ChirpLAN的芯片PAN3028和PAN3031系列，單芯片功率在-7至22dBm，靈敏度能做到-140dBm。根據(jù)磐啟微電子在發(fā)布會上的預(yù)告，明年二季度，將會發(fā)布PAN3029系列的產(chǎn)品，頻段支持更寬，靈敏度進一步優(yōu)化，速率也會更快達到45kbps。

據(jù)悉，PAN3029將增加一個特有模式——MAPM，Multi-Address Preamble Mode。該模式能讓整個網(wǎng)絡(luò)功耗降低60%左右。其原理是原本需要接收多個片段才能判斷是否進入休眠的機制在MAPM模式下，僅需要一個片段就能判斷是否進入休眠。

小結(jié)

發(fā)布會上磐啟微電子也透露了后續(xù)ChirpLAN的發(fā)展規(guī)劃，主動上報模式的時間分配機制、入網(wǎng)信道的拓展、跨網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接入機制、跳頻機制、速率自適應(yīng)、功率自適應(yīng)這些都會陸陸續(xù)續(xù)添加上。MAPM這一模式也會拓展到更多系列產(chǎn)品中。

雖然ChirpLAN技術(shù)的應(yīng)用空間剛剛打開，但是受益于從研發(fā)設(shè)計到生產(chǎn)全部國產(chǎn)化，價格上相對LoRaWAN也有很大競爭力，而且本地化的技術(shù)服務(wù)應(yīng)該也很受國內(nèi)客戶青睞，在市場上實現(xiàn)替代LoRaWAN并不是一句空話。