如果您比較關注物聯(lián)網(wǎng)圈的話，想必已經(jīng)對“LPWA”這一名詞有所耳聞。即使從沒見過這一小串字母，也應該在科技媒體上掃見過LoRa、SigFox這些技術關鍵字、或已聽說了最近老上頭條的華為在剛剛結束的2015全球移動寬帶論壇上發(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”到底是個啥？
物聯(lián)網(wǎng)通信技術林立，為何又出現(xiàn)一個LPWA？
短距離通信技術一般用于智能家居、工業(yè)數(shù)據(jù)采集等局域網(wǎng)通信場景，其優(yōu)勢是部署成本低、功耗低、傳輸速率高，但劣勢也很明顯——傳輸距離短（一般幾十米以內(nèi)）。而隨著聯(lián)網(wǎng)設備增多、設備的類型及應用場景更加豐富，越來越多的設備需要廣范圍、遠距離的連接，如遠程控制、物流追蹤等。你會問，不是還有移動蜂窩通信技術嗎？
的確，目前全球電信運營商已經(jīng)構建了覆蓋全球的移動蜂窩網(wǎng)絡，華為公司已經(jīng)讓喜馬拉雅山上都有了手機信號。而且現(xiàn)在的移動蜂窩網(wǎng)絡除了主要滿足我們?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，也越來越多的開始承載如遠程抄表、車聯(lián)網(wǎng)等物聯(lián)網(wǎng)應用。然而2G、3G、4G等蜂窩網(wǎng)絡雖然覆蓋距離廣，但基于移動蜂窩通信技術的物聯(lián)網(wǎng)設備有功耗大、成本高等劣勢。當初設計移動蜂窩通信技術主要是用于人與人的通信。根據(jù)權威的分析報告，當前全球真正承載在移動蜂窩網(wǎng)絡上的物與物的連接僅占連接總數(shù)的6%。如此低的比重，主要原因在于當前移動蜂窩網(wǎng)絡的承載能力不足以支撐物與物的連接。
因此，為滿足越來越多遠距離物聯(lián)網(wǎng)設備的連接需求，LPWA應運而生。LPWAN（LowPowerWideAreaNetwork），低功耗廣域網(wǎng)絡，專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應用而設計。正如短距離無線網(wǎng)絡包含WIFI、藍牙、ZigBee等多種技術，LPWA也包含多種技術，如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由于是“廣域”網(wǎng)絡，因此必然會涉及網(wǎng)絡運營。所以LPWA網(wǎng)絡一般是由電信運營商或?qū)ｉT的物聯(lián)網(wǎng)運營商部署，由于LPWA網(wǎng)絡連接的基本都是“物”，因此通常也叫“物聯(lián)網(wǎng)專用網(wǎng)絡”。
為何選擇LPWA？
LPWA有“遠距離通信”、“低速率數(shù)據(jù)傳輸”和“功耗低”三大特點，因此非常適合那些遠距離傳輸、通信數(shù)據(jù)量很少、需電池供電長久運行的物聯(lián)網(wǎng)應用。大部分物聯(lián)網(wǎng)應用通常只需要傳輸很少量的數(shù)據(jù)，如工業(yè)生產(chǎn)車間中控制開關的傳感器，只有當開關異常時才會產(chǎn)生數(shù)據(jù)，而這些設備一般耗電量很小，通過電池供電就可工作很久。
LPWA最適合兩類物聯(lián)網(wǎng)應用：一類是位置固定的、密度相對集中的場景，如樓宇里面的智能水表、倉儲管理或其他設備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，雖然現(xiàn)在蜂窩網(wǎng)絡已應用于這些領域，但信號穿透問題一直是其短板；另一類是長距離的，需要電池供電的應用，如智能停車、資產(chǎn)追蹤和地質(zhì)水文監(jiān)測等，蜂窩網(wǎng)絡可以應用，但無法解決高功耗問題。
對于部署物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)來說，選擇LPWA的一個重要原因就是部署的低成本。大家都知道智能家居應用、智能硬件的主流通信技術是WIFI，因為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模塊的價格降到了10元以內(nèi)。但支持WIFI的物聯(lián)網(wǎng)設備通常還需無線路由器或無線AP做網(wǎng)絡接入、或只能做局域網(wǎng)通信。而如果選擇蜂窩通信技術，對于企業(yè)來說部署成本太高，國產(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)有蜂窩通信技術的高功耗、高成本的硬傷，還是不如LPWA更有優(yōu)勢。華為11月份公布的NB-IOT發(fā)展計劃，聲稱要將LPWA通信模塊成本降至5美元以下。相信未來低功耗廣域的應用場景中，企業(yè)還是會優(yōu)先選擇LPWA。
值得注意的標準
LPWA作為一類無線通信技術，必然得談標準。進入2015年起LPWA市場熱鬧非凡，產(chǎn)業(yè)鏈相關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。其中比較發(fā)較快、相對比較成熟的是Semtech公司主導的LoRa技術，LoRa聯(lián)盟已于今年3月的世界移動通信大會上成立，聯(lián)盟成員包括跨國電信運營商、設備制造商、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)資源應也是未來LoRa聯(lián)盟發(fā)展的成員。最新消息，法國運營商Orange近日宣布將采用LoRa構建低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)，首批將覆蓋包括巴黎、波爾多等17個城市。
另一個不得不提的就是華為主導的NB-IOT標準。NB-IOT是基于現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡的技術，華為稱為“蜂窩物聯(lián)網(wǎng)”。如華為所言，對于移動蜂窩通信市場，4G成功商用之后，5G的標準化、商業(yè)化都需要時間，但物聯(lián)網(wǎng)應用不會等到2020年才出現(xiàn)，因此在5G之前需要有一個技術來支撐運營商開拓物聯(lián)網(wǎng)市場。同時，對電信運營商來說，物聯(lián)網(wǎng)應用的ARPU值會比較低，因此從技術上來講，應該讓運營商很容易在現(xiàn)有基礎上升級去支持。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技術能夠提供百倍于4G的連接規(guī)模、百倍于2G的靈敏度、設備電池供電壽命同樣可長達10年，使蜂窩網(wǎng)絡極大地延伸了應用邊界。據(jù)悉目前移動通信行業(yè)組織“3GPP”正在制定的NB-IOT的標準化工作。NB-IOT使用License頻段，可與現(xiàn)有移動蜂窩網(wǎng)絡共存。
最新報道，國內(nèi)電信運營商中國電信、中國聯(lián)通都參加了近期舉辦的NB-IOT論壇籌備會，相信NB-IOT將成為未來國內(nèi)LPWA市場的主流技術。原因有兩：一方面，NB-IOT對運營商來說，可利用現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡基站資源，部署成本很低，這樣國內(nèi)NB-IOT網(wǎng)絡很容易落地部署。物聯(lián)網(wǎng)設備不像我們用4G上網(wǎng)刷朋友圈、看視頻（這年頭土豪很多）會消耗很大流量，由于數(shù)據(jù)量很少，對運營商來說ARPU收入很低，因此運營商必須考慮網(wǎng)絡的部署和運營成本；另一方面，NB-IOT是由“攻無不克戰(zhàn)無不勝”的華為在主導，以華為的豐富的技術積累、產(chǎn)業(yè)鏈整合能力和巨資投入的號召力，相信華為在低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)市場定能再創(chuàng)佳績。針對NB-IOT，華為已提供芯片、通信模塊、甚至操作系統(tǒng)，還為運營商開發(fā)了“IOT聯(lián)接管理平臺”。
LPWA的未來趨勢
僅僅幾年前，LPWA還不存在。今年，LPWA無線通信技術已經(jīng)站到物聯(lián)網(wǎng)連接領域的中心，LPWA網(wǎng)絡將成為物聯(lián)網(wǎng)全新的、顛覆性的網(wǎng)絡。權威機構預測2020年將會有數(shù)十億的物聯(lián)網(wǎng)設備連接，LPWA技術是物聯(lián)網(wǎng)最深遠的趨勢之一。目前，幾乎所有的芯片廠商、設備商、電信運營商和企業(yè)等都將LPWA視為物聯(lián)網(wǎng)的前沿并進行布局。這是一個新興的物聯(lián)網(wǎng)領域，而且隨著物聯(lián)網(wǎng)不斷升級，它將成為一個巨大的市場機會。
