LPWA是發展物聯網的最佳選擇

　　根(gen)(gen)據市場研究(jiu)公司《》調研顯示，2015年，全球物(wu)聯網連(lian)接(jie)數量約為60億個(ge)，根(gen)(gen)據這(zhe)一速度(du)，在2025年前，物(wu)聯網連(lian)網設備(bei)數量將(jiang)達到270億個(ge)，以LPWA技術接(jie)入物(wu)聯網的設備(bei)將(jiang)占據11%份額。

　　移動市(shi)場報(bao)告顯示，2018年(nian)(nian)前(qian)，物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)接入設(she)(she)備數(shu)量將(jiang)超過手(shou)機數(shu)量，即在280億(yi)個(ge)(ge)入網(wang)(wang)設(she)(she)備中(zhong)將(jiang)有160億(yi)個(ge)(ge)設(she)(she)備是物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)設(she)(she)備，2015年(nian)(nian)至2021年(nian)(nian)，物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)設(she)(she)備年(nian)(nian)均增(zeng)速將(jiang)達到23%。物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)領(ling)域中(zhong)，增(zeng)速最快的(de)將(jiang)是蜂(feng)窩物(wu)(wu)聯(lian)(lian)網(wang)(wang)，接入設(she)(she)備的(de)數(shu)量將(jiang)從2015年(nian)(nian)的(de)4億(yi)個(ge)(ge)達到2021年(nian)(nian)的(de)15億(yi)個(ge)(ge)。

　　入(ru)網物體的(de)(de)(de)(de)行業屬性及對數據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)要求成為(wei)(wei)物聯(lian)網開(kai)發商選擇(ze)不(bu)同(tong)連網解決方案(an)(an)的(de)(de)(de)(de)根據(ju)(ju)(ju)。例如，連接(jie)汽車(che)需(xu)要較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)數據(ju)(ju)(ju)傳(chuan)輸速(su)度用于汽車(che)與道路基(ji)礎設施之間的(de)(de)(de)(de)交互(hu)(hu)，而對于安(an)裝在(zai)私人(ren)住宅里的(de)(de)(de)(de)電(dian)表則更適用低功(gong)耗、長半徑(jing)、無需(xu)較(jiao)高(gao)速(su)數據(ju)(ju)(ju)傳(chuan)輸能(neng)力(li)的(de)(de)(de)(de)技術，因為(wei)(wei)電(dian)表每(mei)月數據(ju)(ju)(ju)傳(chuan)輸量均不(bu)會超過100KB。目前，在(zai)物聯(lian)網領域中，LPWA低功(gong)耗廣域網通(tong)信技術幾(ji)乎是(shi)全(quan)球公認(ren)的(de)(de)(de)(de)用于“萬物互(hu)(hu)聯(lian)”的(de)(de)(de)(de)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)技術方案(an)(an)。這一技術可以確保大范圍的(de)(de)(de)(de)覆蓋能(neng)力(li)、模塊化和(he)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)功(gong)耗，為(wei)(wei)M2M通(tong)信提供(gong)了較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)可能(neng)。

　　LoRaWAN的技術特點

　　LoRaWAN(長(chang)距離廣(guang)域(yu)網(wang)或遠程廣(guang)域(yu)網(wang)Long Range wide-area networks)是物聯網(wang)領域(yu)最(zui)受到關注的技術之一。該項(xiang)技術具有低功(gong)耗(hao)、低成本和遠距離傳(chuan)輸特(te)點，可(ke)以(yi)連接長(chang)時間運作(zuo)，以(yi)電池供電工作(zuo)可(ke)超過十年(nian)的設(she)備。網(wang)絡(luo)鋪設(she)所使用的頻譜資源(yuan)無需(xu)許可(ke)。與(yu)傳(chuan)統的移動網(wang)絡(luo)不同的是，LoRaWAN屬于混合網(wang)絡(luo)，私人和公共(gong)網(wang)絡(luo)均(jun)可(ke)使用。

 　　由思(si)科(ke)、IBM、Sagecom、SemTech等(deng)眾(zhong)多提供(gong)商公司成立(li)的(de)LoRa聯盟(meng)正在對LoRaWAN進行研(yan)發和標(biao)(biao)準化工作。LoRa聯盟(meng)的(de)主(zhu)要任務是在LoRaWAN標(biao)(biao)準基礎上為(wei)物聯網(wang)運營商提供(gong)硬件和軟件連接的(de)解決方案。

　　LoRaWAN網絡中(zhong)，如果信號(hao)沒有(you)障礙，一個(ge)(ge)基站可覆蓋100多公(gong)里(li)，在有(you)阻(zu)礙的情況下，根(gen)據地形和(he)建筑(zhu)密(mi)度，一個(ge)(ge)基站可覆蓋2到15公(gong)里(li)。因此，如果要使LoRaWAN網絡覆蓋整(zheng)個(ge)(ge)荷蘭，只(zhi)需要500個(ge)(ge)基站。設(she)備(bei)間(jian)數(shu)據交互(hu)速度可達(da)到300比(bi)特秒至100千比(bi)特秒，這(zhe)一速度足以(yi)滿足獲取(qu)來自(zi)公(gong)共資源的數(shu)據，包(bao)括氣象等信息。

　　2015年6月，LoRa聯(lian)盟發布了LoRaWAN 1.0，根據聯(lian)盟數(shu)據顯示，2016年第一季度，LoRaWAN網絡(luo)(luo)(luo)已經(jing)(jing)在13個國家啟動并在60個國家進行了測(ce)試(shi)。歐洲(zhou)運(yun)(yun)營商 Orange公(gong)(gong)司(si)(si)認(ren)為，LoRa要(yao)優(you)于(yu)所有(you)競爭對(dui)手，并將在法(fa)國部(bu)署1.5萬個基(ji)(ji)站對(dui)全法(fa)國進行覆蓋。俄(e)羅斯(si)Everynet 公(gong)(gong)司(si)(si)正在不斷推動LoRaWAN的(de)標準化(hua)，LoRaWAN標準的(de)網絡(luo)(luo)(luo)已于(yu)2016年5月在俄(e)羅斯(si)喀山 Innopolis經(jing)(jing)濟(ji)特區開(kai)始測(ce)試(shi)運(yun)(yun)行。特區政府代表(biao)指出，該項測(ce)試(shi)技(ji)術將在未來對(dui)整(zheng)個城市內部(bu)包括(kuo)住(zhu)宅電表(biao)數(shu)據、停車(che)位數(shu)據、城市照(zhao)明和(he)道路安全信息進行自動化(hua)的(de)收集。預計(ji)在2016年，LoRaWAN網絡(luo)(luo)(luo)將覆蓋整(zheng)個俄(e)羅斯(si)，甚至(zhi)擴大至(zhi)歐亞經(jing)(jing)濟(ji)聯(lian)盟國家(白俄(e)羅斯(si)、哈薩克(ke)斯(si)坦、亞美尼(ni)亞、吉爾吉斯(si))。網絡(luo)(luo)(luo)提(ti)供商公(gong)(gong)司(si)(si)強調，這項技(ji)術的(de)應(ying)用(yong)單(dan)是在照(zhao)明領域就能節省30%的(de)成本。SenLab羅斯(si)公(gong)(gong)司(si)(si)在2016年1月宣(xuan)布在莫斯(si)科地區進行LoRaWAN網絡(luo)(luo)(luo)的(de)測(ce)試(shi)，隨(sui)著基(ji)(ji)站的(de)鋪設(she)，該公(gong)(gong)司(si)(si)也(ye)在同時進行著對(dui)LoRaWAN網絡(luo)(luo)(luo)中(zhong)的(de)傳感器本地化(hua)的(de)工作，用(yong)來減(jian)低終端設(she)備成本。

　　Sigfox的技術特點

 　　Sigfox網絡(luo)(luo)的(de)開發者是(shi)(shi)一家法國的(de)同名公(gong)司(si)，Sigfox公(gong)司(si)成立于(yu)2009年，Sigfox網絡(luo)(luo)使用的(de)是(shi)(shi)超窄帶技(ji)術(Ultra Narrow Band，UNB)，該技(ji)術可提供簡(jian)單、可靠和兼具成本效益的(de)設(she)備(bei)通信網絡(luo)(luo)，多用于(yu)少量信息數據的(de)傳輸(shu)。Sigfox網絡(luo)(luo)在歐洲使用868兆赫頻段(duan)，在美國使用902兆赫，Sigfox也擁有非常廣闊(kuo)的(de)覆蓋面積，可達到50公(gong)里，功(gong)耗較(jiao)低。

　　Sigfox網(wang)絡用于智慧城市、智能(neng)樓宇(yu)、資產追蹤、遠程監控(kong)、控(kong)制和計(ji)量電能(neng)等領(ling)域，可為企(qi)業(ye)創(chuang)造新的(de)(de)(de)服(fu)務和商業(ye)模式(shi)，創(chuang)造更多的(de)(de)(de)收入。連接到 Sigfox網(wang)絡上的(de)(de)(de)設備可以(yi)每周發送140條不超(chao)過12字(zi)節的(de)(de)(de)信息，包(bao)括(kuo)協(xie)議、設備功(gong)耗以(yi)及報警等。Sigfox網(wang)絡與 LoRa均(jun)為網(wang)絡和電信運營商提(ti)供(gong)物聯網(wang)服(fu)務以(yi)及建(jian)設自己的(de)(de)(de) LPWA網(wang)絡提(ti)供(gong)了強大的(de)(de)(de)生態系統。

　　2016年(nian)(nian)1月(yue)，Sigfox公(gong)(gong)司(si)宣布在(zai)南極部署物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)，該(gai)公(gong)(gong)司(si)將幫助比利時研究(jiu)小組研究(jiu)影響氣候變化的進程。學者們(men)獲得了(le)45個(ge)(ge)(ge)長期自動(dong)工作(zuo)模(mo)式電池的應用Sigfox網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)的GPS追蹤器，可以(yi)用于向基(ji)站發射探險隊員(yuan)坐標位置。2016年(nian)(nian)7月(yue)，Sigfox公(gong)(gong)司(si)在(zai)整個(ge)(ge)(ge)拉(la)丁美(mei)洲啟動(dong)Sigfox物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)，并宣布將與墨(mo)西哥物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)公(gong)(gong)司(si)進行(xing)合作(zuo)。計劃在(zai)2016年(nian)(nian)年(nian)(nian)底，將Sigfox物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)信號覆蓋墨(mo)西哥首都，并在(zai)盡可能短(duan)的時間里在(zai)北美(mei)國(guo)家(jia)鋪(pu)設Sigfox網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)。截(jie)止(zhi)到2016年(nian)(nian)8月(yue)，全球共計有(you)21個(ge)(ge)(ge)國(guo)家(jia)(法國(guo)、西班牙、葡萄牙、荷蘭、盧森堡、愛爾蘭以(yi)及拉(la)丁美(mei)洲國(guo)家(jia))鋪(pu)設了(le)Sigfox網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)，接入Sigfox網(wang)(wang)(wang)(wang)(wang)絡(luo)的設備數量超過700萬個(ge)(ge)(ge)，Sigfox公(gong)(gong)司(si)預計于2016年(nian)(nian)年(nian)(nian)底前將鋪(pu)設國(guo)家(jia)數量擴至30個(ge)(ge)(ge)。

　　依據現有移動技術開發的物聯網技術

　　由(you)于當前(qian)(qian)M2M設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)對(dui)(dui)數據(ju)傳(chuan)輸速度(du)要(yao)(yao)求(qiu)不高(gao)，因(yin)(yin)此現有(you)移(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)網(wang)(wang)絡(luo)用于物物相(xiang)連的(de)(de)成本還是比(bi)較(jiao)(jiao)昂(ang)貴(gui)的(de)(de)。傳(chuan)感器和設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)也因(yin)(yin)在移(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)網(wang)(wang)絡(luo)和復(fu)雜的(de)(de)協議中(zhong)過(guo)度(du)能量消耗，從而導致M2M設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)中(zhong)電池的(de)(de)快速放電。現有(you)蜂窩移(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)網(wang)(wang)絡(luo)應用于物聯(lian)(lian)網(wang)(wang)時(shi)(shi)(shi)還需(xu)要(yao)(yao)進行網(wang)(wang)絡(luo)升級(ji)。目前(qian)(qian)，經過(guo)升級(ji)后應用于物聯(lian)(lian)網(wang)(wang)的(de)(de)移(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)網(wang)(wang)絡(luo)包括(kuo)EC-GSM(又稱(cheng) EC-GPRS, EC-GSM-IoT)、 eMTC(又稱(cheng)LTE-M, LTE Cat.M1)和NB-IoT。這些(xie)技術的(de)(de)共同缺點是運(yun)行時(shi)(shi)(shi)需(xu)要(yao)(yao)許可(ke)的(de)(de)頻譜，數據(ju)傳(chuan)輸自費(fei)對(dui)(dui)于速度(du)要(yao)(yao)求(qiu)不高(gao)的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)來說相(xiang)對(dui)(dui)昂(ang)貴(gui)，LTE標準(zhun)下工作的(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)價(jia)格較(jiao)(jiao)高(gao)。優點是可(ke)以使用現有(you)移(yi)(yi)(yi)動(dong)(dong)運(yun)營(ying)商(shang)的(de)(de)基礎設(she)(she)施，支(zhi)持漫游(you)、多(duo)媒體(ti)實時(shi)(shi)(shi)設(she)(she)備(bei)(bei)(bei)的(de)(de)數據(ju)傳(chuan)輸速度(du)快。

　　EC-GSM是(shi)一項基于GSM/GPRS/EDGE基礎的技術，可使這一制式下(xia)大部(bu)(bu)分已安裝的基站無需更換或升級硬件(jian)(jian)設(she)備(bei)，其優(you)勢在于移動基礎設(she)施已經(jing)就緒，大部(bu)(bu)分情況(kuang)下(xia)只需要(yao)更新(xin)在網絡節點上的軟件(jian)(jian)，同時(shi)，GSM網絡遍布全球(qiu)，擁有最大的覆(fu)蓋面。

　　eMTC是(shi)適(shi)用(yong)(yong)于LTE網絡(luo)的(de)物聯網技術，其數據傳(chuan)入(ru)傳(chuan)出(chu)的(de)速度可達到1兆秒。eMTC在價格(ge)、覆蓋、自動運行(xing)期(qi)限以及(ji)與現(xian)有移(yi)動基礎設施兼容性(xing)等指標更(geng)適(shi)用(yong)(yong)于大眾物聯網的(de)應用(yong)(yong)，eMTC網絡(luo)可在現(xian)有LTE網絡(luo)基礎上通(tong)過(guo)更(geng)新軟(ruan)件的(de)方(fang)式進行(xing)建設。

　　NB-IoT窄帶物(wu)聯網技術(shu)與(yu)LTE網絡(luo)擁有(you)(you)密切的(de)(de)協調性和兼(jian)容(rong)性。但支持這(zhe)一技術(shu)需要(yao)(yao)建設新(xin)類型的(de)(de)接收器(qi)。NB-IoT可提(ti)供許多重要(yao)(yao)的(de)(de)優勢，包(bao)括支持超(chao)過10萬個連接，設備電(dian)池壽命可長達(da)10年，在GSM網絡(luo)中廣域覆蓋比現(xian)有(you)(you)的(de)(de)網絡(luo)增益20dB，通過相互驗證和增強的(de)(de)加(jia)密接口提(ti)高安(an)全性，為運營商的(de)(de)物(wu)聯網應(ying)用(yong)提(ti)供穩定(ding)條件。

　　總體上，每種(zhong)3GPP網絡(luo)都具有明(ming)顯的(de)優(you)勢，即移動(dong)生態系統(tong)具有全(quan)球性(xing)，IT基礎設(she)施已經準備就緒，許可頻譜的(de)使用可降低(di)設(she)備本(ben)身的(de)成本(ben)等。但目(mu)前只有NB-IoT得(de)到了規范(fan)化，EC-GSM和eMTC仍然在等待標(biao)準化。