“低功耗廣域網絡”的興起，得益于最近幾年物聯(lián)網的快速發(fā)展，專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯(lián)網應用而設計。在無線通信技術已經站到物聯(lián)網連接領域的中心時，LPWA網絡將成為物聯(lián)網全新的、顛覆性的網絡，未來數(shù)十億的物聯(lián)網設備連接中，LPWA技術是物聯(lián)網最深遠的趨勢之一。LoRa、SigFox、NB-IOT這些都屬于“LPWA”。那么，“LPWA”到底是個啥？

　　物聯(lián)網通信技術林立 為何又出現(xiàn)一個LPWA

　　“LPWA”的興起，得益于最近幾年物聯(lián)網的快速發(fā)展。大家知道，萬物互聯(lián)的基礎是利用通信技術把人與物、物與物連接，我們比較熟悉的通信技術包括WiFi、藍牙、ZigBee等短距離無線通信技術和2G、3G、4G/LTE等移動蜂窩通信技術。短距離通信技術一般用于智能家居、工業(yè)數(shù)據(jù)采集等局域網通信場景，其優(yōu)勢是部署成本低、功耗低、傳輸速率高，但劣勢也很明顯，傳輸距離短，一般在幾十米以內。而隨著聯(lián)網設備增多、設備的類型及應用場景更加豐富，越來越多的設備需要廣范圍、遠距離的連接，如遠程控制、物流追蹤等。

　　目前全球電信運營商已經構建了覆蓋全球的移動蜂窩網絡，我們驕傲的華為公司已經讓喜馬拉雅山上都有了手機信號。而且現(xiàn)在的移動蜂窩網絡除了主要滿足我們人與人間打電話、發(fā)短信、刷朋友圈以外，也越來越多的開始承載如遠程抄表、車聯(lián)網等物聯(lián)網應用。然而2G、3G、4G等蜂窩網絡雖然覆蓋距離廣，但基于移動蜂窩通信技術的物聯(lián)網設備有功耗大、成本高等劣勢。當初設計移動蜂窩通信技術主要是用于人與人的通信。根據(jù)權威的分析報告，當前全球真正承載在移動蜂窩網絡上的物與物的連接僅占連接總數(shù)的6%。如此低的比重，主要原因在于當前移動蜂窩網絡的承載能力不足以支撐物與物的連接。

　　因此，為滿足越來越多遠距離物聯(lián)網設備的連接需求，LPWA應運而生。LPWAN（Low Power Wide Area Network），低功耗廣域網絡，專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯(lián)網應用而設計。正如短距離無線網絡包含WIFI、藍牙、ZigBee等多種技術，LPWA也包含多種技術，如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由于是“廣域”網絡，因此必然會涉及網絡運營。所以LPWA網絡一般是由電信運營商或專門的物聯(lián)網運營商部署，由于LPWA網絡連接的基本都是“物”，因此通常也叫“物聯(lián)網專用網絡”。

　　為何選擇LPWA

　　LPWA有“遠距離通信”、“低速率數(shù)據(jù)傳輸”和“功耗低”三大特點，因此非常適合那些遠距離傳輸、通信數(shù)據(jù)量很少、需電池供電長久運行的物聯(lián)網應用。大部分物聯(lián)網應用通常只需要傳輸很少量的數(shù)據(jù)，如工業(yè)生產車間中控制開關的傳感器，只有當開關異常時才會產生數(shù)據(jù)，而這些設備一般耗電量很小，通過電池供電就可工作很久。

　　LPWA最適合兩類物聯(lián)網應用：一類是位置固定的、密度相對集中的場景，如樓宇里面的智能水表、倉儲管理或其他設備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，雖然現(xiàn)在蜂窩網絡已應用于這些領域，但信號穿透問題一直是其短板；另一類是長距離的，需要電池供電的應用，如智能停車、資產追蹤和地質水文監(jiān)測等，蜂窩網絡可以應用，但無法解決高功耗問題。

　　對于部署物聯(lián)網的企業(yè)來說，選擇LPWA的一個重要原因就是部署的低成本。大家都知道智能家居應用、智能硬件的主流通信技術是WiFi，因為WiFi的模塊成本比較低，有些有“互聯(lián)網思維”的模塊提供商已經將WiFi模塊的價格降到了10元以內。但支持WiFIi的物聯(lián)網設備通常還需無線路由器或無線AP做網絡接入，或只能做局域網通信。而如果選擇蜂窩通信技術，對于企業(yè)來說部署成本太高，國產最普通的2G通信模塊也要30元起，而4G通信模塊則要200元起。隨著物聯(lián)網的興起，雖然國內已經如雨后春筍般出現(xiàn)了一堆做蜂窩通信模塊的廠商，但穩(wěn)定性方面、加上現(xiàn)有蜂窩通信技術的高功耗、高成本的硬傷，還是不如LPWA更有優(yōu)勢。華為11月份公布的NB-IOT發(fā)展計劃，聲稱要將LPWA通信模塊成本降至5美元以下。相信未來低功耗廣域的應用場景中，企業(yè)還是會優(yōu)先選擇LPWA。

　　不得不說的標準

　　LPWA作為一類無線通信技術，必然得談標準。進入2015年起LPWA市場熱鬧非凡，產業(yè)鏈相關廠商紛紛合縱連橫成立聯(lián)盟，搶占低功耗廣域物聯(lián)網市場。其中比較發(fā)較快、相對比較成熟的是Semtech公司主導的LoRa技術，LoRa聯(lián)盟已于今年3月的世界移動通信大會上成立，聯(lián)盟成員包括跨國電信運營商、設備制造商、系統(tǒng)集成商、傳感器廠商、芯片廠商和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)企業(yè)等。LoRa可應用于諸多垂直行業(yè)，包括能源、汽車、物流、農業(yè)、商業(yè)和制造產業(yè)等，這些產業(yè)資源應也是未來LoRa聯(lián)盟發(fā)展的成員。最新消息，法國運營商Orange近日宣布將采用LoRa構建低功耗廣域物聯(lián)網，首批將覆蓋包括巴黎、波爾多等17個城市。

　　另一個不得不提的就是華為主導的NB-IOT標準。NB-IOT是基于現(xiàn)有蜂窩網絡的技術，華為稱為“蜂窩物聯(lián)網”。如華為所言，對于移動蜂窩通信市場，4G成功商用之后，5G的標準化、商業(yè)化都需要時間，但物聯(lián)網應用不會等到2020年才出現(xiàn)，因此在5G之前需要有一個技術來支撐運營商開拓物聯(lián)網市場。同時，對電信運營商來說，物聯(lián)網應用的ARPU值會比較低，因此從技術上來講，應該讓運營商很容易在現(xiàn)有基礎上升級去支持。在這樣的情況下，華為推出了NB-IOT（Narrow Band-IoT，窄帶物聯(lián)網）。NB-IOT技術能夠提供百倍于4G的連接規(guī)模、百倍于2G的靈敏度、設備電池供電壽命同樣可長達10年，使蜂窩網絡極大地延伸了應用邊界。據(jù)悉目前移動通信行業(yè)組織“3GPP”正在制定的NB-IOT的標準化工作。NB-IOT使用License頻段，可與現(xiàn)有移動蜂窩網絡共存。

　　國內電信運營商中國電信、中國聯(lián)通都參加了近期舉辦的NB-IOT論壇籌備會，相信NB-IOT將成為未來國內LPWA市場的主流技術。首先，NB-IOT對運營商來說，可利用現(xiàn)有的蜂窩網絡基站資源，部署成本很低，這樣國內NB-IOT網絡很容易落地部署。物聯(lián)網設備不會像4G一樣消耗很大流量，由于數(shù)據(jù)量很少，對運營商來說ARPU收入很低，因此運營商必須考慮網絡的部署和運營成本；其次，NB-IOT是由華為在主導，華為的技術積累、產業(yè)鏈整合能力和大量投入，華為能否在低功耗廣域物聯(lián)網市場再創(chuàng)佳績顯得尤為重要。針對NB-IOT，華為已提供芯片、通信模塊，甚至操作系統(tǒng)，還為運營商開發(fā)了“IOT聯(lián)接管理平臺”。

　　LPWA的未來趨勢

　　僅僅幾年前，LPWA還不存在。今年，LPWA無線通信技術已經站到物聯(lián)網連接領域的中心，LPWA網絡將成為物聯(lián)網全新的、顛覆性的網絡。

　　權威機構預測2020年將會有數(shù)十億的物聯(lián)網設備連接，LPWA技術是物聯(lián)網最深遠的趨勢之一。目前，幾乎所有的芯片廠商、設備商、電信運營商和企業(yè)等都將LPWA視為物聯(lián)網的前沿并進行布局。這是一個新興的物聯(lián)網領域，而且隨著物聯(lián)網不斷升級，它將成為一個巨大的市場機會。

　　佚名

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