原文：IoT Connectivity – Comparison of LoRa, SigFox, RPMA, and other LPWAN Technologies
作者：Calum McClelland
譯者：安翔
審校：蘇宓，歡迎技術投稿、約稿、給文章糾錯，請發送郵件至[email protected]。
如果你的 IoT 項目打算使用 LPWAN，但是選擇哪一種呢？目前市面上有多種 LPWAN 技術，本文将對這些技術做一個詳細對比。
本文是 LPWAN（低功率廣域網）的物聯網連接配接技術系列文章的第二篇。第一篇文章是 LPWAN 的簡單概述，包括了低功耗廣域網的定義以及 LPWAN 技術相對于其他物聯網連接配接技術的優勢。本文我們将更加詳細地介紹 多種LPWAN 在物聯網領域的差別。
最終，你将了解到 LPWAN 是否适合你的 IoT 應用程式，如果是，又如何最好地推進你的項目。
LPWAN 技術
市面上有多種 LPWAN 技術和标準，我們将重點關注 SigFox、LoRa、RPMA、Symphony Link 和 Weightless，因為這幾項技術的開發和應用最為活躍。一些其他的專有協定棧，如 Dash7 聯盟協定，本文将不會涉及到，因為其關注度不高。
接下來我們将分别概述這幾種 LPWAN 技術。在本系列文章的剩餘部分中，我們針對每一種技術，深入探索其優缺點，剖析協定棧技術細節。
SigFox
SigFox 成立于2009年，是一家總部位于法國 Labège 的法國公司。SigFox 在歐洲的推廣非常成功，可以說是 LPWAN 領域中最具吸引力的（或者至少是最具知名度的）。它還擁有一個偉大的供應商生态系統，包括德州儀器、Silicon Labs 和 Axom。
SigFox使用專有技術，使用較低的調制速率來實作更長的傳輸範圍。基于這樣的設計，SigFox 對于隻需要發送少量、不常見的突發資料的應用場景來說是一個很好的選擇。
SifFox 典型的應用包括停車傳感器、水表或智能垃圾桶。當然，它也有一些缺點。将資料發回傳感器、裝置（下行能力）受到嚴重限制，信号幹擾可能成為問題。
LoRa
LoRa 聯盟是一個開放的非營利組織，旨在促進和推廣 LPWAN 技術的生态系統。它在北美、歐洲、非洲和亞洲擁有約400家會員公司，其創始成員包括 IBM、MicroChip、思科、Semtech、Bouygues 電信、Singtel、KPN、Swisscom、Fastnet 和 Belgacom。
LoRaWAN 是由 LoRa 聯盟管理的開放标準網絡層協定。然而，它并不是真正的開放，因為實作一個完整的 LoRaWAN 協定棧的底層晶片隻能通過 Semtech 公司提供。具體來講，LoRa 是實體層，也就是晶片。而 LoRaWAN 是 MAC 層，即晶片上的軟體，用以實作網絡連接配接。
其功能類似于 SigFox，因為它主要用于多個終端的僅針對上行鍊路的應用（來自傳感器、裝置到網關的資料）。它不使用窄帶傳輸，而是使用編碼消息來擴充不同頻率信道和資料速率的資訊。這些消息減少了互相沖突和幹擾，進而增加了網關的容量。
RPMA
随機相位多重通路（RPMA）是由 Ingenu 開發的專有 LPWAN 技術棧。該公司于2008年成立于加利福尼亞州聖地亞哥，由前高通的工程師組建，最初的名字叫做 On-Ramp Wireless。
作為 IEEE 802.15.4k任務組（緻力于低功耗裝置監控）的創始成員，Ingenu 在開發RPMA 方面付出了巨大的努力，而 SigFox 和 LoRaWAN 集團則專注于加快上市時間。
RPMA 的技術架構使其在上行和下行雙向通信上都比其他技術更加出色。它聲稱具有更好的多普勒效應、排程算法和抗幹擾性。它工作在全球範圍都可用的2.4 GHz（用于WiFi和藍牙）頻段。這意味着它不會像 SigFox 和 LoRa 那樣針對不同區域的技術架構需要更改和調整。
根據其内部研究，RPMA 具有更高的通信距離名額：RPMA 為177，SigFox 和 LoRa 分别為 149和157。這意味着 RPMA 具有更大的覆寫範圍。
Symphony Link
Link Labs 是 LoRa Alliance 成員，是以它使用 LoRa 晶片。然而，Link Labs 并沒有使用LoRaWAN，而是在 Semtech 的晶片之上建構了一個名為 Symphony Link 的專有的MAC層（軟體）。
Link Labs 成立于2013年，由約翰霍普金斯大學應用實體實驗室的前成員組建，總部設在馬裡蘭州的安納波利斯。
與 LoRaWAN 相比，Symphony Link 增加了一些重要的連接配接功能，包括：保證消息可靠收發、固件空中更新、解除占空比限制、提供中繼功能和動态擴容。
Weightless
Weightless SIG（特殊興趣小組）成立于2008年，其使命是實作 LPWAN 的标準化。有五個發起成員，包括埃森哲、ARM、M2COMM、歐洲索尼和 Telensa。
Weightless 是低于 1GHz 的未授權頻譜中唯一的真正開放的标準。Weightless 有三種版本針對不同的應用場景：
- Weightless-W：暫未使用（授權 TV 頻段中的未使用的本地頻譜）
- Weightless-N：由 NWave 技術誕生的未授權頻譜窄帶協定
- Weightless-P：由 M2COMM 的 Platanus 技術誕生的雙向協定
盡管 Weightless-W 具有更低的功耗，Weightless-N 和 Weightless-P 依然更受歡迎一些。
Weightless-N/NWave
Nwave 在功能方面與 SigFox 非常相似，但它宣稱自己擁有更好的 MAC 層實作。它聲稱使用了先進的解調技術來支援自身網絡與其他無線電技術的共存，并且這種共存不會造成額外的通信幹擾。像 SigFox 一樣，它最擅長基于傳感器的網絡通信、溫度采集、水位監控、智能測量以及其他的一些類似應用。
Weightless-P
該标準在 12.5 kHz 窄帶（大于 SigFox 但小于 LoRa）中使用 FDMA + TDMA 調制。它還具有自适應資料速率，類似于 Symphony Link（200bps到100kbps）。具有很高的靈敏度，傳輸速率為 625 bps時 信号強度為 -134 dBm，同時支援 PSK 和 GMSK 調制。
Weightless-P 适用于對于上行資料和下行資料都有重要要求、 業務比較複雜的私有網絡應用場景。針對 Weightless-P 的開發套件已經上市。