物聯網專用的低功耗廣域網路盤點

物聯網的基本單元“物”的廣泛分佈，使得這一產業對無線廣域網的需求劇增，除了不斷提升的3G/4G/5G寬頻網路外，低功耗廣域網路(LPWAN)無疑是物聯網通訊層最引人矚目的領域了。根據Analysys Mason的研究，單單這些LPWAN技術，到2023年前就可以為全球新增30億的連網數量。9月26日，我們為讀者編譯推出一篇LPWAN協議的綜述性文章，對適用於物聯網的低功耗廣域網路協議相關引數比較，它們包括：LoRa、SigFox、LTE-M、NWave、OnRamp、Platanus、Telensa、Weightless、Amber Wireless等。今天我們對其具體情況進行盤點。

LoRa

LoRa並不是一個陌生的技術，它目前應用最為廣泛的LPWAN網路技術之一，這一協議源於SemTech公司，該公司計劃將逐步授權其他原始檔。此前，Microchip公司宣佈推出支援LoRa的通訊模組，法國Bouygues電信運營商宣佈將建設一張新的LoRa網路。

另外，LoRa聯盟已於今年年初成立，是LPWAN領域第一個產業聯盟，旨在通過構建生態系統的方式推動LoRa的普及。

物聯網智庫此前釋出的LPWAN領域文章中，大部分為LoRa相關技術、市場、產業的介紹，故不再贅述。

NWave

NWave技術公司自己擁有該協議的所有權，該協議是Weightless-N協議的基礎。它以虛擬化Hub的方式實現多資料流傳輸，中央處理器對資料進行分類確保資料歸屬性。

實際上，今年7月份，Nwave 技術公司和企業加速器組織Accelerace與Next Step City攜手合作，在丹麥部署Weightless-N網路，範圍遍及首都哥本哈根，以及南丹麥能源產業重鎮埃斯比約，這一網路即採用NWave協議搭建。此網路是首次的公共網路建設行動，是極具開創性的里程碑，為丹麥物聯網和智慧城市建設提供網路基礎。

OnRamp

OnRamp使用其自有的協議，稱為RPMA(隨機分配，多址接入)。OnRamp公司以授權方式讓合作伙伴使用該技術，且該公司撰寫了一份非常詳盡的白皮書，白皮書中給出充足理由證明他們將優於SigFoax和LoRa。

Platanus

這一協議是由雲創科技(M2COMM)所擁有，是為處理一定距離下超高密度節點而設計的，它可以廣泛用於電子標籤類應用中，這一協議也成為Weightless-P技術的基礎。

Platanus原始技術瞄準在100m左右中等範圍，為物聯網數位價格標籤提供室內覆蓋。這些數位價格標籤採用電子墨水(e- ink)或LCD顯示器，能夠取代商店貨架上的紙類價格標籤， 讓商店得以透過無線方式調整產品價格。Platanus技術的其他主動式應用還包括工廠中的生產批次的資訊顯示器，提供包括即時狀態與待處理的下一個步驟等資訊。由於這是一種雙向的通訊，這些顯示器還能整合感測器，監測貨品的環境狀況。

SigFox

SigFox也是商用化速度較快的一個LPWAN網路技術，它採用超窄帶技術，使得網路裝置消耗50微瓦的功率為雙向單向通訊或100微瓦。這一協議由SigFox公司擁有，其創始人是法國企業家Ludovic Le Moan，主要打造低攻耗、低成本的無線物聯網專用網路。

SigFox獲得了數論鉅額融資，在其B輪融資中，Intel Ventures即向 Sigfox 投資了1000萬美元，當時該公司的總融資額已經達到1210萬歐元。而在今年初，SigFox獲得1億歐元的風險投資，創法國曆史上VC融資之最，這次的投資人大部分來自運營商，包括西班牙的 Telefonica、法國的 GDF Suez、日本電信運營商 NTT Docomo、韓國電信運營商 SK Telecom、法國的 Air Liquide。目前，Sigfox 的網路覆蓋法國、西班牙、荷蘭和英國的 10 個大城市。

Telensa(原稱Senaptic)

Telensa公司是一家無線監控系統供應商，將其智慧無線技術應用於醫療、安全、車輛跟蹤和智慧計量等市場，特別關注於街道照明和停車的遠端控制和管理。其掌握的低功耗無線通訊技術僅開放使用者介面，協議本身並不開放，該公司認為自己在應用層具有差異化的優勢，而不是在底層協議層上。

Weightless

Weightless實際上包括三個協議，初始協議是Weightless-W，它是為充分利用廣電白頻譜(TVWS)，但全球並未著眼於開發空白頻譜的可用性，因此該協議一直被擱置直到頻道可用的時候。

另一協議Weightless-N作為Weightless-W的補充，是一個非授權頻譜下窄帶網路協議，源於NWave技術，今年五月釋出，瞄準在高達7Km的距離內以低速率為物聯網裝置到基站提供低成本的單向通訊。Weightless特別興趣小組(SIG)之前即針對Weightless-N標準展開一連串制定工作，目前已公佈 Weightless 1.0版架構，是以低功耗、大範圍網路覆蓋為目標基礎所制定，使用sub-GHz頻譜和超窄頻段(Ultra Narrow Band)技術，期能滿足更多物聯網應用。

但還有一系列的應用需要雙向通訊，以便確認資訊接收、軟體更新等，它們需要比Weightless-N更高的速率。於是第三個協議Weightless-P應運而生，正瞄準了這些市場需求近期，這一協議是基於M2COMM 公司的Platanus技術。根據Weightless SIG介紹，Weightless-P將利用窄頻通道以及12.5kHz通道的FDMA+TDMA調變，作業於免授權的sub-GHz ISM頻段。物聯網裝置與基站的通訊將可實現時間同步，從而管理無線電資源與處理交換機制以實現裝置漫遊，可用的通訊速率能夠根據鏈路品質與所取得的資源，在200bps-100kbps之間調整。

Weightless作為開放的協議，並允許開發者使用特定供應商或網路服務供應商的資源，每家公司都能免費利用Weightless技術發展低成本的基站和終端裝置，因此成為繼LoRa和SigFox之後具有商業化前景的技術。

LTE-M

LTE-M由華為基於3GPP的Cat. 0協議之上推出的LPWAN專用技術，在技術方面，LTE-M標準更是針對物聯網進行了特殊的設計，可以減小發射功耗20dBm，這將使得大樓深處得以覆蓋。物聯網智庫曾對LTE-M進行過深入總結，可參見《超百億物聯網裝置的專用網路：LTE-M的前世今生》一文。

其他協議

Amber Wireless：Amber Wireless是一個私有專利協議，當前暫無詳細的商用化案例。

M2M Spectrum網路：致力於在美國授權頻段上搭建和運營專用M2M網路

LTE-MTC：3GPP組織正在提出Cat. 1、Cat. 0等機器型別通訊(MTC)規格。面對物聯網走向低資料傳輸率的技術演進，因此3GPP開始在Release 12中訂定Cat. 0標準，其資料傳輸率只有1Mbit/s，而在最新的Release 13中更進一步提出Cat. 00標準，資料率降至200kbit/s，讓收發端耗電量顯著降低，大幅提升LTE技術在M2M應用中的競爭力。

作者：何妍 

來源：51CTO