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为什么LPWA对物联网来说是颠覆性的新网络？

2017-06-01 17:24:11

如果您比较关注物联网圈的话，想必已对“LPWA”这1名词有所耳闻。即便从没见过这1小串字母，也应当在科技媒体上扫见过LoRa、SigFox这些技术关键字、或已听说了最近老上头条的华为在刚刚结束的2015全球移动宽带论坛上发布了叫NB-IOT(牛X物联网???)的东东。

对，LoRa、SigFox、NB-IOT这些都属于“LPWA”。那末，“LPWA”究竟是个啥?

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物联网通讯技术林立，为什么又出现1个LPWA?

“LPWA”的兴起，得益于最近几年物联网的快速发展。大家知道，万物互联的基础是利用通讯技术把人与物、物与物连接，我们比较熟习的通讯技术包括WIFI、蓝牙、ZigBee等短距离无线通讯技术和2G、3G、4G/LTE等移动蜂窝通讯技术(在此暂不讨论工业总线、以太网、光纤等有线通讯技术)。

短距离通讯技术1般用于智能家居、工业数据收集等局域网通讯场景，其优势是部署本钱低、功耗低、传输速率高，但劣势也很明显—传输距离短(1般几10米之内)。而随着联网装备增多、装备的类型及利用场景更加丰富，愈来愈多的装备需要广范围、远距离的连接，如远程控制、物流追踪等。你会问，不是还有移动蜂窝通讯技术吗?

的确，目前全球电信运营商已构建了覆盖全球的移动蜂窝网络，我们自豪的华为公司已让喜马拉雅山上都有了手机信号。而且现在的移动蜂窝网络除主要满足我们人与人间打电话、发短信、刷朋友圈(接入互联网)之外，也愈来愈多的开始承载如远程抄表、车联网等物联网利用。但是2G、3G、4G等蜂窝网络虽然覆盖距离广，但基于移动蜂窝通讯技术的物联网装备有功耗大、本钱高等劣势。当初设计移动蜂窝通讯技术主要是用于人与人的通讯。根据权威的分析报告，当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的6%。如此低的比重，主要缘由在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支持物与物的连接。

因此，为满足愈来愈多远距离物联网装备的连接需求，LPWA应运而生。LPWAN(Low Power Wide Area Network)，低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网利用而设计。正如短距离无线网络包括WIFI、蓝牙、ZigBee等多种技术，LPWA也包括多种技术，如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由因而“广域”网络，因此必定会触及网络运营。所以LPWA网络1般是由电信运营商或专门的物联网运营商部署，由于LPWA网络连接的基本都是“物”，因此通常也叫“物联网专用网络”。

为什么选择LPWA?

LPWA有“远距离通讯”、“低速率数据传输”和“功耗低”3大特点，因此非常合适那些远距离传输、通讯数据量很少、需电池供电久长运行的物联网利用。大部份物联网利用通常只需要传输很少许的数据，如工业生产车间中控制开关的传感器，只有当开关异常时才会产生数据，而这些装备1般耗电量很小，通过电池供电便可工作很久。

LPWA最合适两类物联网利用：1类是位置固定的、密度相对集中的场景，如楼宇里面的智能水表、仓储管理或其他装备数据收集系统，虽然现在蜂窝网络已利用于这些领域，但信号穿透问题1直是其短板;另外一类是长距离的，需要电池供电的利用，如智能停车、资产追踪和地质水文监测等，蜂窝网络可以利用，但没法解决高功耗问题。

对部署物联网的企业来讲，选择LPWA的1个重要缘由就是部署的低本钱。大家都知道智能家居利用、智能硬件的主流通讯技术是WIFI，由于WIFI的模块本钱比较低，有些有“互联网思惟”的模块提供商已将WIFI模块的价格降到了10元之内。但支持WIFI的物联网装备通常还需无线路由器或无线AP做网络接入、或只能做局域网通讯。而如果选择蜂窝通讯技术，对企业来讲部署本钱太高，国产最普通的2G通讯模块也要30RMB起，而4G通讯模块则要200RMB起。随着物联网的兴起，虽然国内已如雨后春笋般出现了1堆做蜂窝通讯模块的厂商，但稳定性方面、加上现有蜂窝通讯技术的高功耗、高本钱的硬伤，还是不如LPWA更有优势。华为11月份公布的NB-IOT发展计划，宣称要将LPWA通讯模块本钱降至5美元以下。相信未来低功耗广域的利用场景中，企业还是会优先选择LPWA。

不能不说的标准

LPWA作为1类无线通讯技术，必定得谈标准。进入2015年起LPWA市场热烈非凡，产业链相干厂商纷纭合纵连横成立同盟，抢占低功耗广域物联网市场。其中比较发较快、相对照较成熟的是Semtech公司主导的LoRa技术，LoRa同盟已于今年3月的世界移动通讯大会上成立，同盟成员包括跨国电信运营商、装备制造商、系统集成商、传感器厂商、芯片厂商和创新创业企业等。LoRa可利用于诸多垂直行业，包括能源、汽车、物流、农业、商业和制造产业等，这些产业资源应也是未来LoRa同盟发展的成员。最新消息，法国运营商Orange近日宣布将采取LoRa构建低功耗广域物联网，首批将覆盖包括巴黎、波尔多等17个城市。

另外一个不能不提的就是华为主导的NB-IOT标准。NB-IOT是基于现有蜂窝网络的技术，华为称为“蜂窝物联网”。如华为所言，对移动蜂窝通讯市场，4G成功商用以后，5G的标准化、商业化都需要时间，但物联网利用不会等到2020年才出现，因此在5G之前需要有1个技术来支持运营商开辟物联网市场。同时，对电信运营商来讲，物联网利用的ARPU值会比较低，因此从技术上来说，应当让运营商很容易在现有基础上升级去支持。在这样的情况下，华为推出了NB-IOT(Narrow Band-IoT，窄带物联网)。NB-IOT技术能够提供百倍于4G的连接范围、百倍于2G的灵敏度、装备电池供电寿命一样可长达10年，使蜂窝网络极大地延伸了利用边界。据悉目前移动通讯行业组织“3GPP”正在制定的NB-IOT的标准化工作。NB-IOT使用License频段，可与现有移动蜂窝网络共存。

最新报导，国内电信运营商中国电信、中国联通都参加了近期举行的NB-IOT论坛准备会，相信NB-IOT将成为未来国内LPWA市场的主流技术。缘由有两：1方面，NB-IOT对运营商来讲，可利用现有的蜂窝网络基站资源，部署本钱很低，这样国内NB-IOT网络很容易落地部署。物联网装备不像我们用4G上网刷朋友圈、看视频(这年头土豪很多)会消耗很大流量，由于数据量很少，对运营商来讲ARPU收入很低，因此运营商必须斟酌网络的部署和运营本钱;另外一方面，NB-IOT是由“战无不胜战无不胜”的华为在主导，以华为的丰富的技术积累、产业链整合能力和巨资投入的号令力，相信华为在低功耗广域物联网市场定能再创佳绩。针对NB-IOT，华为已提供芯片、通讯模块、乃至操作系统，还为运营商开发了“IOT联接收理平台”。提示对部署LPWA感兴趣的小火伴，别站在错队!(华为真没付我广告费)

LAWA的未来趋势

仅仅几年前，LPWA还不存在。今年，LPWA无线通讯技术已站到物联网连接领域的中心，LPWA网络将成为物联网全新的、颠覆性的网络。权威机构预测2020年将会有数10亿的物联网装备连接，LPWA技术是物联网最深远的趋势之1。目前,几近所有的芯片厂商、装备商、电信运营商和企业等都将LPWA视为物联网的前沿并进行布局。这是1个新兴的物联网领域，而且随着物联网不断升级，它将成为1个巨大的市场机会。

如果您是今天第1次听说“LPWA”，真的1点都不晚。如果你想了解更多关于LPWA的相干技术及利用，可登陆“物联网智库”官网查询LPWA专栏，“智库”已发布过很多关于LPWA技术的专题报导。如果想了解更多产业物联网相干资讯，请关注微信公众号“IoT先锋”，您会定期收到最前沿、最有思想、最有价值的产业物联网热门推送。

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