广域网接入设备有哪些（低功耗广域网概述）

低功耗广域网英文全称为 Low Power Wide Area Network ，简写为LPWAN，是一种远距离低功耗的无线通信网络。多数LPWA技术可以实现几公里甚至几十公里的网络覆盖。由于其网络覆盖范围广、终端功耗低等特点其更适合于大规模的物联网应用部署。

与传统的物联网技术相比，LPWA技术有着明显的优点。与蓝牙、Wi-Fi、Zigbee、802.15.4等无线连接技术相比LPWA技术距离更远；与蜂窝技术（如GPRS、3G、4G等）相比连接功耗更低。

LPWA技术的一些主要特点：

• 远距离，覆盖范围广，可达几十公里

• 低功耗，电池寿命可长达10年

• 低数据速率，占用带宽小，传输的数据量少，通信频次低

• 传输时延不敏感，对数据传输实时性要求不高

• 低成本，由于规模大要求部署的成本低

• 网关或基站，覆盖范围大，网络基础建设所需数量少

• 由于大多数技术工作在Sub-GHz频段，网络信号穿透力强

• LoRa - LoRa技术是Semtech公司的专利。Semtech、IBM、Actility等公司共同发起了LoRa联盟，2015年将LoRa协议命名为LoRaWAN。

• NB-IoT - Narrowband IoT（窄带物联网）的简称，也称为LTE Cat-NB1，是一种基于蜂窝电信频段的低功耗广域网（LPWAN）无线电技术标准，是3GPP标准化的移动物联网技术中的一种，2016年 3GPP规范第13版冻结。NB-IoT是3GPP为物联网而设计的窄带无线电技术，其他物联网技术包括eMTC（enhanced Machine-Type Communication）和EC-GSM-IoT。NB-IoT旨在实现广泛的新型IoT设备和服务，专注于室内覆盖、低成本、长电池寿命以及使能大量连接的设备。

• LTE-M - 完整的英文意思是Long Term Evolution Machine Type Communications Category M1 ，即LTE MTC Cat M1, 也称为 LTE-M，是3GPP在第13版规范中发布的低功耗广域技术标准。LTE-M是一种低功率广域技术通过降低设备复杂度并提供扩展覆盖来支持物联网，同时允许LTE安装基础设施的重用。电池寿命可长达10年以上，调制解调器成本降低到当前EGPRS调制解调器的20-25％。

• Sigfox - 一家法国公司的超窄带技术。公司成立于2009年

• Weightless-P - 是Weightless Special Interest Group（SIG）提供的一套低功耗广域网无线连接开放的标准

• RPMA - 全称是Random Phase Multiple Access（随机相位多址接入），是一种多路访问的直接序列扩频（DSSS）技术的通信系统。 RPMA技术采用2.4 GHz频段，全球免授权部署。该技术来自于Ingenu公司

• ZETA - 纵行科技公司研发的ZETA网络协议

在中国相对比较热门的技术是NB-IoT、LTE-M、LoRa以及ZETA等技术。

LPWA技术可应用于各行各业，如智能工业（Smart Industry）、智能公共事业（Smart Utilities）、智慧城市（Smart Cities）、智能建筑（Smart Buildings）等。

• 智能工业 - 包括资产跟踪、资产过程自动化、 离散自动化、 环境监测、 工业照明、 商业安全、 基础设施监测、 水管理和其他各种应用等等。

• 智能公共事业 - 包括水电煤气的智能化管理，这部分最主要是是智能计量。

• 智能城市 - 包括与市政资源和服务的管理相关的应用。如街道照明、垃圾管理、停车管理、环境监测、交通监测、应急管理和公共交通管理。

• 智能建筑 - 智能建筑涉及建筑自动化，包括暖通空调（采暖、通风、空调）、能源管理、安全、照明和房间自动化等相关的应用。

目前，LPWAN应用多是以电池供电应用，由于其通信频次低、小数据量，一般电池可以工作几年甚者十年。也可以是通过能量采集等的供电方式，如太阳能。 LPWA技术为物联网规模化应用部署提供了新的选择，必将带来物联网应用的大发展。

产品的改变 - 从产品角度来看，LPWAN相关产品不再是单一的产品，而是一个系统化的产品。包括传感终端、网关（或基站）、网络服务器以及应用服务软件等。

服务的改变- 产品的变化延伸了服务的范围和形态。

运营商的改变 - 出现了基于蜂窝和非蜂窝的LPWA技术。蜂窝技术有NB-IoT和LTE-M等，对于运营商来说，不再以流量费来定义窄带物联网，而是以连接次数来计费。如电信发布的NB-loT资费套餐是按照“连接次数”计费，采用套餐模式，套餐内规定一定的连接数，超出套餐外的的连接次数部分，另行收费。开放标准的LoRa非蜂窝的技术，给一些企业带来了更自由的发展空间，也出现了基于LoRa网络服务的运营商。

数据的价值 - LPWA技术实现了大规模的物的连接，数据都传送到云服务器，基于数据的分析与管理，给政府和企业带来了新的管理方式。

文 | 王志杰