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使用LPWAN來實現物聯網連接，有幾種LPWAN技術，這裡將提供每種技術的概述。

這篇文章是關於一類物聯網連接（稱為LPWAN（低功耗廣域網）），本文將比較主要的LPWAN技術和其相對應的低功耗廣域網通信技術。目標是讓大家廣泛了解哪種LPWAN適合自己的物聯網應用以及如何最好地向前發展。

LPWAN Technologies

雖然有許多LPWAN技術和標準，但本文暫時只討論SigFox，LoRa，Symphony Link和Weightless。雖然還有其他專有協議和堆棧，例如Dash7聯盟協議，但它們沒有獲得太大的牽引力，本文不會涉及。LTE-M和Narrowband-IoT（也稱為「NB-IoT」和「LTE-M2」）最近成為國內運營商主要推薦的連接方式，有關NB-IoT的東西可以參考我的網站：iot.lh1992.cn/archives/進行了解。

隨著5G席捲全球，快速轉型的物聯網連接格局將迎來另一次重大轉變。瞭解LPWAN如何適應該領域，以及如何權衡不同LPWAN技術的成本和收益，以便為將來的萬物互聯連做好充分準備至關重要。

圖片來源： IP Carrier.

NB-IoT和LTE-M

LTE-M和Narrowband-IoT (NB-IoT)是LPWAN中運營商主推技術。LTE-M是第三代合作夥伴計劃（俗稱「 3GPP」）響應LPWAN的解決方案。NB-IoT技術的另一個3GPP對手是Sigfox和LoRa Alliance，然而，NB-IoT與LTE-M的不同之處在於它在LTE構造之外 操作 。

NB-IoT的一大優勢在於其更簡單的波形：該技術消耗的功率最小。另一大優勢是成本。通過選擇專門為NB-IoT協議設計的晶元組，其具有更簡單的結構，降低了整體組件成本。最後，NB-IoT在智能城市應用方面具有潛在優勢。LinkLabs預測，與LTE-M相比，NB-IoT能夠更好的穿透建築物。另一方面，由於LTE無處不在，而且由於採用LTE-M的晶元通常也非常昂貴，所以採用LET-M的設備成本也更高。所以 NB-IoT可能最適合智能電錶等靜態資產，而LTE-M在車輛或無人機等漫遊應用中具有優勢。

LTE-M具有顯著的優勢之一是它具有更高的數據速率，這對於數據豐富的產品類型非常重要。與NB-IoT不同，前端相對簡單。

總的來說，更大的經濟和實際力量可能會影響NB-IoT與LTE-M的爭論。在國內三大運營商都在主推NB-IoT，在國外，如美國服務提供商主要推動LTE-M，因為他們已經投入了數十億美元的LTE技術。相比之下，在GSM頻譜是常態的世界其他地方，我們可以期望看到（非LTE）NB-IoT協議的偏好。

LoRa

該LORA聯盟是一個以促進對某些LPWAN技術生態系統的開放式，非營利性協會。它在北美，歐洲，非洲和亞洲擁有約400家成員公司，其創始成員包括IBM，MicroChip，Cisco，Semtech，Bouygues Telecom，Singtel，KPN，Swisscom，Fastnet和Belgacom。

LoRaWAN是由LoRa聯盟管理的開放標準網路層。然而，它並不是真正開放的，因為實現完整LoRaWAN堆棧的底層晶元只能通過Semtech獲得。基本上，LoRa是物理層實現，LoRaWAN是MAC層實現。

該功能類似於SigFox，因為它主要用於僅上行鏈路的應用程序 - 從感測器/設備到網關的數據 - 具有許多端點。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據速率上分配信息。這些消息不太可能相互衝突和幹擾，從而增加了網關的容量。

SigFox

SigFox成立於2009年，是一家法國公司，總部位於法國Labège。由於其在歐洲的成功營銷活動，SigFox在LPWAN領域具有顯著的吸引力。它還擁有龐大的供應商生態系統，包括德州儀器，Silicon Labs和Axom。

SigFox使用專有技術，這是使用慢調製速率來實現更大範圍。由於這種設計選擇，SigFox是系統僅需要發送較小的，不頻繁的數據突發的應用的絕佳選擇。

圖片來源：ask.sigfox.com

SigFox可用於包括停車感測器，水錶或智能垃圾桶。但是，它也有一些缺點。將數據發送回感測器/設備（下行鏈路能力）受到嚴重限制，並且信號幹擾可能成為問題。

Symphony Link

Link Labs是LoRa聯盟成員，因此使用上面提到的LoRa晶元。然而，Link Labs並沒有使用LoRaWAN，而是在Semtech的晶元Symphony Link之上構建了專有的MAC層（軟體）。

Link Labs由約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的前成員於2013年創立，總部位於馬裏蘭州的安納波利斯。

圖片來源：LinkLabs

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，佔空比限制的刪除，中繼器功能和動態範圍。

Weightless

Weightless SIG（特殊興趣小組）成立於2008年，其使命是標準化LPWAN技術。有五個「推廣小組成員」，包括埃森哲，ARM，M2COMM，索尼歐洲和Telensa。

Weightless是唯一真正的開放標準，可在低於1 GHz的免許可頻譜中運行。有三種版本的Weightless可用於不同目的：

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技術誕生的免授權頻譜窄帶協議Weightless-P：M2COMM Platanus技術誕生的雙向協議

Weightless的N和P是更受歡迎的選擇，因為Weightless-W具有更短的電池壽命。

Weightless-N/NWave

Nwave與SigFox在功能上非常相似，但擁有更好的MAC層實現。它聲稱使用「先進的解調技術」，使其網路能夠與其他無線電技術共存而不會產生額外的幹擾。像SigFox一樣，它最適用於基於感測器的網路，溫度讀數，儲罐液位監控，智能計量和其他此類應用。

Weightless-P

該標準在12.5 kHz窄帶中使用FDMA + TDMA調製（大於SigFox但小於LoRa）。它還具有自適應數據速率，類似於Symphony Link（200 bps到100 kbps）。靈敏度非常高，在625 bps時為-134 dBm，支持PSK和GMSK調製。

對於專用網路，更複雜的用例以及控制上行鏈路數據和下行鏈路數據非常重要的情況，Weightless-P是有意義的。Weightless-P的開發套件現在才剛剛開始上市。

上面討論的LPWAN技術之間存在重要的細微差別，並且隨著NB-IoT和LTE-M協議的新競爭，很難跟蹤移動的LPWAN的未來發展情況。

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