摘要：為了滿足越來越多的遠距離物聯網裝置的連接配接需求，LPWA應用而生。
本文分享自華為雲社群《常見物聯網通信技術之LPWA通信技術》，作者：愛吃面包的貓。
如果你比較關注物聯網圈的話，想必對LPWA這一名詞有所耳聞。即使沒有見過，也在科技媒體上掃見過LoRa、SigFox、NB-IoT這些技術關鍵詞。
為了滿足越來越多的遠距離物聯網裝置的連接配接需求，LPWA應用而生。LPWAN（Low Power Wide Area Network）低功耗廣域網絡，專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接配接的物聯網應用而設計的。下面我們就來進入今天的正題，為大家全面介紹LPWA技術。
1 SigFox
SigFox 是一家法國的物聯網技術創業公司，它的公司叫 SigFox，它的這項技術的名字也叫 SigFox。SigFox 這項技術專門為那些吞吐率很低的項目所設計，它的傳輸功耗很低，隻有 50-100 微瓦，但是仍然能維持比較穩定的資料連接配接。但是呢，因為物聯網裝置會産生大量的 資料，并且這些資料由 SigFox 公司自己來進行存儲。但是 SigFox 畢竟是一家小公司，自己 儲存着這些資料公信力不足，同樣在資訊安全方面也存在疑問，是以它的使用并沒有像 LoRa 一樣非常廣泛。
2 LoRa
是 Long Range 的縮寫，它跟 SigFox 不一樣的是他由 LoRa 聯盟維護管理。LoRa 技術 由 Semtech 公司開發，之後經過 LoRa 聯盟的共同努力，他們開發出了應用于 LPWA 領域的 網絡，叫做 LoRaWAN。它是一項基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案，以此來達到長距 離和低功耗的要求，這項技術主要在未授權頻段來支撐。Lora 可以應用于自動抄表、智能家 居和樓宇自動化、無線預警和安全系統、工業監測和控制以及遠端灌溉系統等等。
3 NB-IoT
NB-IoT 最早是由華為和沃達豐主導提出來的，之後加入了愛立信和高通等一些公司。它的特 點就在于 NB-IoT 叫窄帶蜂窩物聯網，是以它建構于現有的蜂窩網絡。同時因為它是窄帶，所 以他隻消耗大約 180KHz 的帶寬，可直接部署于 GSM 網絡、UMTS 網絡或 LTE 網絡，以降 低部署成本、實作平滑更新。
4 eMTC
在 LPWA 技術當中最後一個要描述的就是愛立信基于 4G 網絡提出的解決方案 eMTC，它主 要面向深度覆寫、大連接配接的應用場景。與 NB-IoT 相比，它的速率更高但是覆寫範圍要更小， 并且功耗也比較大。但是，雖然與 NB-IoT 相比它的覆寫範圍更小，功耗也更大，但是它具備 語音通信的能力。是以相較于 NB-IoT，它可以被應用于一些需要使用語音通信功能的場景之 下。
5 LPWA 技術對比
接下來本文同樣也會對上述的 LPWA 技術做一個簡單的對比，除了 NB-IoT 和 eMTC，其他的 兩種網絡都運作在 SubG 免授權頻段上。SubG 的意思是頻率在 1GHz 以下，主要是指 27MHz 到 960MHz 的頻段。SubG 是長距離、低功耗通信的理想選擇。因為在功率相同的情 況下，網絡的頻率越高，穿透能力就越差，但是 LPWA 場景下的裝置如電表、水表等，他們 經常被放在比較深的位置當中，通常有非常多的阻礙在上面，是以選擇低頻段就顯得非常有必 要了。 在表中也可以看到對于 NB-IoT 的描述當中，它的頻段主要部署在 SubG 授權頻段之上，這是 因為有一部分 NB-IoT 網絡部署于 SubG 授權頻段之外，具體的原因将在本文之後的章節中進 行說明。 由于應用于免授權頻段的 LoRa 與授權頻段上的 NB-IoT 都是比較熱門的 LPWA 技術，是以經 常被用來作對比。兩者之間的差别就在于：
1) 陣容不同 LoRa 是由美國個體戶 Semtech 研究出來的，NB-IoT 是由 3GPP 官方移動通信協會制定的标 準。LoRa 基本上是由 Semtech 一家公司包辦上下遊産業鍊，但 NB-IoT 則是整個通信産業上 下遊公司在合力營運，比如 NB-IoT 晶片模組現在華為、高通、三星、聯發科等公司都在做。
2) 頻段使用不同 NB-IoT 使用的頻段是授權頻段，而 LoRa 使用的則是非授權頻段。 授權頻段，就是工信部授予的，除了被授予的營運商能用，其他所有個人企業機構都不能使用 的頻段，用了就違法，無線電管理部門會上門查水表。 而非授權頻段，就是工信部沒說給誰用，誰都可以用的頻段。是以，如果有個人或者企業使用 LoRa 的工作頻段做别的事，那麼就會對這個區域的 LoRa 裝置産生嚴重的幹擾，導緻網絡無 法使用。 是以，有官方背景的 NB-IoT 網絡品質肯定更好，更高質。
3) LoRa 需要企業自建，NB-IoT 營運商早已建好 營運商并不營運 LoRa 網絡，如果企業想使用 LoRa，需要自己購買基站、網絡裝置、伺服器 等等全套網絡營運軟硬體，并完成網絡搭建，自己營運。
而 NB-IoT 目前三大營運商已經在國内完成了基站的建設與網絡開通，像使用手機 SIM 卡一 樣，企業隻需要從營運商采買 NB-IoT 的 SIM 卡，随後插入帶有 NB-IoT 模組的裝置内，就可 以繳費使用啦。
4) LoRa 的優勢在哪裡？ 其實對于 90%的企業來說，LoRa 确實沒啥優勢。除非企業想使用物聯網的位置在農村、偏遠 山區、獨立的廠區等（比如智慧農場、智慧工廠），确實沒有營運商 NB-IoT 網絡的覆寫，無 可奈何才會想到自建 LoRa。 再就是非常大的企業，或者政府，怕使用營運商的網絡不安全，比如出現資料竊取，是以甯願 自己建設網絡自己維護，也不相信營運商。 以上就是 NB-IoT 與 LoRa 之間比較大的差別。
6 無線通信技術對比
上述三類無線通信技術當中包含了非常多不同的網絡通信技術，并且這三類都能應用在物聯網 領域，開發者該怎麼去選擇呢，怎麼樣去權衡使用呢？ 圖 4-6 就能很好的回答這個問題，通過這張圖就知道具體什麼樣的情形下應該使用什麼樣的網 絡。 這張圖的兩個坐标軸分别是傳輸速率和傳輸距離，它也跟物聯網的不同場景的需求相對應。根 據不同的資料速率要求可以将場景大概分成三類，一類是資料速率要求最高的比如視訊監控、 車聯網，第二類速率要求比較高的像智能物流、車輛管理等等，第三類是速率要求不太高的例 如抄表之類的行業。那麼當然，如果具體到傳播距離上的話這些場景還可以再細分，是以大概 可以分成這六種針對不同的需求的不同的網絡。在上文中也提到過，最合适的網絡才是最好的 網絡，除了從傳輸距離和傳輸速率上進行考慮之外，還需要從成本上進行考慮，以此來選擇最 合适的網絡應用于解決方案中，進而獲得最大的利益。
點選關注，第一時間了解華為雲新鮮技術~