在第一篇關(guān)于LPWAN的概述的文章中，我們了解了LPWAN是什么，LPWAN技術(shù)相對于其他物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案的優(yōu)勢?；趯PWAN的一般理解，我們將在這里比較主要的LPWAN技術(shù)和該領(lǐng)域中的主要參與者。我的目標(biāo)是讓您廣泛了解哪種LPWAN適合您的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及如何最好地向前發(fā)展。

LPWAN技術(shù)

雖然有許多LPWAN技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，但我們將專注于SigFox，LoRa，Symphony Link和Weightless，因?yàn)檫@些技術(shù)正在積極開發(fā)或部署中。雖然還有其他專有協(xié)議和堆棧，例如Dash7聯(lián)盟協(xié)議，但它們沒有獲得太大的牽引力，本文不會(huì)涉及。LTE-M和Narrowband-IoT(也稱為“NB-IoT”和“LTE-M2”)最近成為該領(lǐng)域的新的大型參與者。

隨著5G席卷全球，快速轉(zhuǎn)型的物聯(lián)網(wǎng)連接格局將迎來另一次重大轉(zhuǎn)變。了解LPWAN如何適應(yīng)該領(lǐng)域，以及如何權(quán)衡空間中不同LPWAN技術(shù)的成本和收益，以便為將來的連接選項(xiàng)轉(zhuǎn)換做好充分準(zhǔn)備至關(guān)重要。

以下部分將概述每種LPWAN技術(shù)。

NB-IoT和LTE-M

LTE-M和窄帶IoT(NB-IoT)是LPWAN空間的有希望的選手。LTE-M是第三代合作伙伴計(jì)劃(通常稱為“ 3GPP”)對LPWAN解決方案的有力回應(yīng)，其在保留資源的同時(shí)搭載標(biāo)準(zhǔn)LTE連接。NB-IoT是挑戰(zhàn)中的另一個(gè)3GPP構(gòu)造Sigfox和LoRa Alliance發(fā)起的，然而，NB-IoT與LTE-M的不同之處在于它在LTE構(gòu)造之外的操作 。

NB-IoT的一大優(yōu)勢在于其更簡單的波形：該技術(shù)消耗的功率最小。另一大優(yōu)勢是成本。通過選擇專門為NB-IoT協(xié)議設(shè)計(jì)的芯片組，其具有更簡單的結(jié)構(gòu)，降低了整體組件成本。最后，NB-IoT在智能城市應(yīng)用方面具有潛在優(yōu)勢。LinkLabs預(yù)測，與LTE-M相比，NB-IoT可能具有更好的建筑物滲透率。另一方面，由于LTE無處不在，在美國部署將很困難，而且由于采用LTE-M的芯片通常也非常昂貴; NB-IoT可能最適合智能電表等靜態(tài)資產(chǎn)，而LTE-M在車輛或無人機(jī)等漫游應(yīng)用中具有優(yōu)勢。

LTE-M具有更高的數(shù)據(jù)速率，這對于數(shù)據(jù)豐富的用例非常重要。與NB-IoT不同，前端相對簡單。然而，除了LTE主要是美國技術(shù)之外，還有其他限制需要考慮。首先，我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^LTE-M了解電源效率。還有一些嚴(yán)苛的許可問題需要考慮。誰想要支付像Qualcomm和InterDigitals這樣的公司來授權(quán)移動(dòng)電話知識產(chǎn)權(quán)?

總的來說，更大的經(jīng)濟(jì)和實(shí)際力量可能會(huì)影響NB-IoT與LTE-M的爭論。我們可能會(huì)看到主要的美國服務(wù)提供商推動(dòng)LTE-M，因?yàn)樗麄円呀?jīng)投入了數(shù)十億美元的LTE技術(shù)。相比之下，在GSM頻譜是常態(tài)的世界其他地方，我們可以期望看到(非LTE)NB-IoT協(xié)議的偏好。

LORA

LORA聯(lián)盟是一個(gè)以促進(jìn)對某些LPWAN技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的開放式，非營利性的協(xié)會(huì)。它在北美，歐洲，非洲和亞洲擁有約400家成員公司，其創(chuàng)始成員包括IBM，MicroChip，Cisco，Semtech，Bouygues Telecom，Singtel，KPN，Swisscom，F(xiàn)astnet和Belgacom。

LoRaWAN是由LoRa聯(lián)盟管理的開放標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)層。然而，它并不是真正開放的，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)完整LoRaWAN堆棧的底層芯片只能通過Semtech獲得?；旧?，LoRa是物理層：芯片。LoRaWAN是MAC層：用于啟用網(wǎng)絡(luò)的軟件。有關(guān)LORAWAN的更詳細(xì)而簡單的介紹可以在Jensd的I/O Buffer的博客上找到。

該功能類似于SigFox，因?yàn)樗饕糜趦H上行鏈路的應(yīng)用程序 - 從傳感器/設(shè)備到網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù) - 具有許多端點(diǎn)。然而，它不使用窄帶傳輸，而是使用編碼分組在不同頻率信道和數(shù)據(jù)速率上分配信息。這些消息不太可能相互沖突和干擾，從而增加了網(wǎng)關(guān)的容量。

SigFox

SigFox成立于2009年，是一家法國公司，總部位于法國Labège。由于其在歐洲的成功營銷活動(dòng)，SigFox在LPWAN領(lǐng)域具有顯著的吸引力。它還擁有龐大的供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，包括德州儀器，Silicon Labs和Axom。最近，SigFox將其大部分努力投入到快速加速的歐洲市場 - 這是以美國為中心的采用者的考慮因素。

SigFox使用專有技術(shù)，這是使用慢調(diào)制速率來實(shí)現(xiàn)更大范圍的示例。由于這種設(shè)計(jì)選擇，SigFox是僅需要發(fā)送小的，不頻繁的數(shù)據(jù)突發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)用的絕佳選擇。

可能的應(yīng)用包括停車傳感器，水表或智能垃圾桶。但是，它也有一些缺點(diǎn)。將數(shù)據(jù)發(fā)送回傳感器/設(shè)備(下行鏈路能力)受到嚴(yán)重限制，并且信號干擾可能成為問題。

Symphony Link

Link Labs是LoRa聯(lián)盟成員，因此使用上面提到的LoRa芯片。然而，Link Labs并沒有使用LoRaWAN，而是在Semtech的芯片Symphony Link之上構(gòu)建了專有的MAC層(軟件)。

Link Labs由約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的前成員于2013年創(chuàng)立，總部位于馬里蘭州的安納波利斯。

與LoRaWAN相比，Symphony Link增加了一些重要的連接功能，包括有保證的消息接收，無線固件升級，占空比限制的刪除，中繼器功能和動(dòng)態(tài)范圍。

Weightless SIG

Weightless SIG(特殊興趣小組)成立于2008年，其使命是標(biāo)準(zhǔn)化LPWAN技術(shù)。有五個(gè)“推廣小組成員”，包括埃森哲，ARM，M2COMM，索尼歐洲和Telensa。

Weightless SIG是唯一真正的開放標(biāo)準(zhǔn)，可在低于1 GHz的免許可頻譜中運(yùn)行。有三種版本的Weightless可用于不同目的：

Weightless-W：利用空白(許可電視頻段中未使用的本地頻譜)

Weightless-N：由NWave技術(shù)誕生的免授權(quán)頻譜窄帶協(xié)議

Weightless-P：M2COMM Platanus技術(shù)誕生的雙向協(xié)議

Weightless-N和Weightless-P是更受歡迎的選擇，因?yàn)閃eightless-W具有更短的電池壽命。

Nwave的Weightless-N與SigFox在功能上非常相似，但擁有更好的MAC層實(shí)現(xiàn)。它聲稱使用“先進(jìn)的解調(diào)技術(shù)”，使其網(wǎng)絡(luò)能夠與其他無線電技術(shù)共存而不會(huì)產(chǎn)生額外的噪音。像SigFox一樣，它最適用于基于傳感器的網(wǎng)絡(luò)，溫度讀數(shù)，儲(chǔ)罐液位監(jiān)控，智能計(jì)量和其他此類應(yīng)用。

Weightless-P標(biāo)準(zhǔn)在12.5 kHz窄帶中使用FDMA + TDMA調(diào)制(大于SigFox但小于LoRa)。它還具有自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率，類似于Symphony Link(200 bps到100 kbps)。靈敏度非常高，在625 bps時(shí)為-134 dBm，支持PSK和GMSK調(diào)制。對于專用網(wǎng)絡(luò)，更復(fù)雜的用例以及控制上行鏈路數(shù)據(jù)和下行鏈路數(shù)據(jù)非常重要的情況，Weightless-P是有意義的。Weightless-P的開發(fā)套件現(xiàn)在才剛剛開始上市。

上面討論的LPWAN技術(shù)之間存在重要的細(xì)微差別，并且隨著NB-IoT和LTE-M協(xié)議的新競爭，很難跟蹤移動(dòng)的LPWAN格局。我希望本系列能夠幫助您在為下一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案選擇不同的LPWAN技術(shù)時(shí)做出明智的決策。