如果您比較關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)圈的話，想必已經(jīng)對(duì)“LPWA”這一名詞有所耳聞。即使從沒見過(guò)這一小串字母，也應(yīng)該在科技媒體上掃見過(guò)LoRa、SigFox這些技術(shù)關(guān)鍵字、或已聽說(shuō)了最近老上頭條的華為在剛剛結(jié)束的2015全球移動(dòng)寬帶論壇上發(fā)布了叫NB-IOT（牛X物聯(lián)網(wǎng)？）的東東。
LoRa、SigFox、NB-IOT這些都屬于“LPWA”。那么，“LPWA”到底是個(gè)啥？
物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)林立，為何又出現(xiàn)一個(gè)LPWA？
短距離通信技術(shù)一般用于智能家居、工業(yè)數(shù)據(jù)采集等局域網(wǎng)通信場(chǎng)景，其優(yōu)勢(shì)是部署成本低、功耗低、傳輸速率高，但劣勢(shì)也很明顯——傳輸距離短（一般幾十米以內(nèi)）。而隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備增多、設(shè)備的類型及應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富，越來(lái)越多的設(shè)備需要廣范圍、遠(yuǎn)距離的連接，如遠(yuǎn)程控制、物流追蹤等。你會(huì)問，不是還有移動(dòng)蜂窩通信技術(shù)嗎？
的確，目前全球電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)構(gòu)建了覆蓋全球的移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，華為公司已經(jīng)讓喜馬拉雅山上都有了手機(jī)信號(hào)。而且現(xiàn)在的移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)除了主要滿足我們?nèi)伺c人間打電話、發(fā)短信、刷朋友圈（接入互聯(lián)網(wǎng)）以外，也越來(lái)越多的開始承載如遠(yuǎn)程抄表、車聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。然而2G、3G、4G等蜂窩網(wǎng)絡(luò)雖然覆蓋距離廣，但基于移動(dòng)蜂窩通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備有功耗大、成本高等劣勢(shì)。當(dāng)初設(shè)計(jì)移動(dòng)蜂窩通信技術(shù)主要是用于人與人的通信。根據(jù)權(quán)威的分析報(bào)告，當(dāng)前全球真正承載在移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)上的物與物的連接僅占連接總數(shù)的6%。如此低的比重，主要原因在于當(dāng)前移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的承載能力不足以支撐物與物的連接。
因此，為滿足越來(lái)越多遠(yuǎn)距離物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接需求，LPWA應(yīng)運(yùn)而生。LPWAN（LowPowerWideAreaNetwork），低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)，專為低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。正如短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含WIFI、藍(lán)牙、ZigBee等多種技術(shù)，LPWA也包含多種技術(shù)，如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由于是“廣域”網(wǎng)絡(luò)，因此必然會(huì)涉及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)。所以LPWA網(wǎng)絡(luò)一般是由電信運(yùn)營(yíng)商或?qū)ｉT的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商部署，由于LPWA網(wǎng)絡(luò)連接的基本都是“物”，因此通常也叫“物聯(lián)網(wǎng)專用網(wǎng)絡(luò)”。
為何選擇LPWA？
LPWA有“遠(yuǎn)距離通信”、“低速率數(shù)據(jù)傳輸”和“功耗低”三大特點(diǎn)，因此非常適合那些遠(yuǎn)距離傳輸、通信數(shù)據(jù)量很少、需電池供電長(zhǎng)久運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通常只需要傳輸很少量的數(shù)據(jù)，如工業(yè)生產(chǎn)車間中控制開關(guān)的傳感器，只有當(dāng)開關(guān)異常時(shí)才會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，而這些設(shè)備一般耗電量很小，通過(guò)電池供電就可工作很久。
LPWA最適合兩類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：一類是位置固定的、密度相對(duì)集中的場(chǎng)景，如樓宇里面的智能水表、倉(cāng)儲(chǔ)管理或其他設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，雖然現(xiàn)在蜂窩網(wǎng)絡(luò)已應(yīng)用于這些領(lǐng)域，但信號(hào)穿透問題一直是其短板；另一類是長(zhǎng)距離的，需要電池供電的應(yīng)用，如智能停車、資產(chǎn)追蹤和地質(zhì)水文監(jiān)測(cè)等，蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用，但無(wú)法解決高功耗問題。
對(duì)于部署物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，選擇LPWA的一個(gè)重要原因就是部署的低成本。大家都知道智能家居應(yīng)用、智能硬件的主流通信技術(shù)是WIFI，因?yàn)?/span>WIFI的模塊成本比較低，有些有“互聯(lián)網(wǎng)思維”的模塊提供商已經(jīng)將WIFI模塊的價(jià)格降到了10元以內(nèi)。但支持WIFI的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常還需無(wú)線路由器或無(wú)線AP做網(wǎng)絡(luò)接入、或只能做局域網(wǎng)通信。而如果選擇蜂窩通信技術(shù)，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)部署成本太高，國(guó)產(chǎn)最普通的2G通信模塊也要30RMB起，而4G通信模塊則要200RMB起。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，雖然國(guó)內(nèi)已經(jīng)如雨后春筍般出現(xiàn)了一堆做蜂窩通信模塊的廠商，但穩(wěn)定性方面、加上現(xiàn)有蜂窩通信技術(shù)的高功耗、高成本的硬傷，還是不如LPWA更有優(yōu)勢(shì)。華為11月份公布的NB-IOT發(fā)展計(jì)劃，聲稱要將LPWA通信模塊成本降至5美元以下。相信未來(lái)低功耗廣域的應(yīng)用場(chǎng)景中，企業(yè)還是會(huì)優(yōu)先選擇LPWA。
值得注意的標(biāo)準(zhǔn)
LPWA作為一類無(wú)線通信技術(shù)，必然得談標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)入2015年起LPWA市場(chǎng)熱鬧非凡，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商紛紛合縱連橫成立聯(lián)盟，搶占低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。其中比較發(fā)較快、相對(duì)比較成熟的是Semtech公司主導(dǎo)的LoRa技術(shù)，LoRa聯(lián)盟已于今年3月的世界移動(dòng)通信大會(huì)上成立，聯(lián)盟成員包括跨國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商、傳感器廠商、芯片廠商和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)企業(yè)等。LoRa可應(yīng)用于諸多垂直行業(yè)，包括能源、汽車、物流、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和制造產(chǎn)業(yè)等，這些產(chǎn)業(yè)資源應(yīng)也是未來(lái)LoRa聯(lián)盟發(fā)展的成員。最新消息，法國(guó)運(yùn)營(yíng)商Orange近日宣布將采用LoRa構(gòu)建低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)，首批將覆蓋包括巴黎、波爾多等17個(gè)城市。
另一個(gè)不得不提的就是華為主導(dǎo)的NB-IOT標(biāo)準(zhǔn)。NB-IOT是基于現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，華為稱為“蜂窩物聯(lián)網(wǎng)”。如華為所言，對(duì)于移動(dòng)蜂窩通信市場(chǎng)，4G成功商用之后，5G的標(biāo)準(zhǔn)化、商業(yè)化都需要時(shí)間，但物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不會(huì)等到2020年才出現(xiàn)，因此在5G之前需要有一個(gè)技術(shù)來(lái)支撐運(yùn)營(yíng)商開拓物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。同時(shí)，對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的ARPU值會(huì)比較低，因此從技術(shù)上來(lái)講，應(yīng)該讓運(yùn)營(yíng)商很容易在現(xiàn)有基礎(chǔ)上升級(jí)去支持。在這樣的情況下，華為推出了NB-IOT（NarrowBand-IoT，窄帶物聯(lián)網(wǎng)）。NB-IOT技術(shù)能夠提供百倍于4G的連接規(guī)模、百倍于2G的靈敏度、設(shè)備電池供電壽命同樣可長(zhǎng)達(dá)10年，使蜂窩網(wǎng)絡(luò)極大地延伸了應(yīng)用邊界。據(jù)悉目前移動(dòng)通信行業(yè)組織“3GPP”正在制定的NB-IOT的標(biāo)準(zhǔn)化工作。NB-IOT使用License頻段，可與現(xiàn)有移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)共存。
最新報(bào)道，國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通都參加了近期舉辦的NB-IOT論壇籌備會(huì)，相信NB-IOT將成為未來(lái)國(guó)內(nèi)LPWA市場(chǎng)的主流技術(shù)。原因有兩：一方面，NB-IOT對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，可利用現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站資源，部署成本很低，這樣國(guó)內(nèi)NB-IOT網(wǎng)絡(luò)很容易落地部署。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不像我們用4G上網(wǎng)刷朋友圈、看視頻（這年頭土豪很多）會(huì)消耗很大流量，由于數(shù)據(jù)量很少，對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)ARPU收入很低，因此運(yùn)營(yíng)商必須考慮網(wǎng)絡(luò)的部署和運(yùn)營(yíng)成本；另一方面，NB-IOT是由“攻無(wú)不克戰(zhàn)無(wú)不勝”的華為在主導(dǎo)，以華為的豐富的技術(shù)積累、產(chǎn)業(yè)鏈整合能力和巨資投入的號(hào)召力，相信華為在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)定能再創(chuàng)佳績(jī)。針對(duì)NB-IOT，華為已提供芯片、通信模塊、甚至操作系統(tǒng)，還為運(yùn)營(yíng)商開發(fā)了“IOT聯(lián)接管理平臺(tái)”。
LPWA的未來(lái)趨勢(shì)
僅僅幾年前，LPWA還不存在。今年，LPWA無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)站到物聯(lián)網(wǎng)連接領(lǐng)域的中心，LPWA網(wǎng)絡(luò)將成為物聯(lián)網(wǎng)全新的、顛覆性的網(wǎng)絡(luò)。權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)2020年將會(huì)有數(shù)十億的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接，LPWA技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最深遠(yuǎn)的趨勢(shì)之一。目前，幾乎所有的芯片廠商、設(shè)備商、電信運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)等都將LPWA視為物聯(lián)網(wǎng)的前沿并進(jìn)行布局。這是一個(gè)新興的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，而且隨著物聯(lián)網(wǎng)不斷升級(jí)，它將成為一個(gè)巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
