在"云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能"潮流中，物聯(lián)網(wǎng)可謂是一個(gè)很有前途的產(chǎn)業(yè)。如果說互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了人與人、人與物的連接，那么物聯(lián)網(wǎng)將解決物與物連接的問題，最終讓我們進(jìn)入一個(gè)萬物互聯(lián)的時(shí)代。

據(jù)2018世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)發(fā)布的《2017-2018中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展年度報(bào)告》顯示，2017年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增長(zhǎng)強(qiáng)勁，高達(dá)84億臺(tái)，首次超過人口數(shù)量。全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)有望在十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模普及，到2025年市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⒊砷L(zhǎng)至3.9-11.1萬億美元。

在物聯(lián)網(wǎng)需求爆發(fā)式增長(zhǎng)的同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)混戰(zhàn)不斷升級(jí)，尤其是LPWAN低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)可謂異常激烈，包括LoRa、NB-IoT、SigFox、RPMA、Weightless等各個(gè)技術(shù)流派。

LPWAN全稱為L(zhǎng)ow Power Wide Area Network，即低功耗廣域網(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)。

1. LoRa

作為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的LPWAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，LoRa協(xié)議源自SemTech公司。該無線技術(shù)的特點(diǎn)是長(zhǎng)距離(1-20km)，萬級(jí)甚至百萬級(jí)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，電池壽命可達(dá)3-10年，數(shù)據(jù)速率可達(dá)0.3-50kbps。

LoRa基于Sub-GHz的頻段讓其更能以較低功耗進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，可使用電池供電或其他能量收集的方式供電。同時(shí)，較低的數(shù)據(jù)速率也延長(zhǎng)了電池壽命和增加了網(wǎng)絡(luò)容量。并且，LoRa信號(hào)對(duì)建筑的穿透力也很強(qiáng)。

另外，LoRa已經(jīng)成立一個(gè)聯(lián)盟，它是一個(gè)開放的非營(yíng)利組織，旨在促進(jìn)和推廣 LPWAN 技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)。它在北美、歐洲、非洲和亞洲擁有約400家會(huì)員公司，其創(chuàng)始成員包括 IBM、MicroChip、思科、Semtech、Bouygues 電信、Singtel、KPN、Swisscom、Fastnet 和 Belgacom。

2. NB-IoT

NB-IoT全稱為Narrow Band Internet of Things，即基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)。其中，NB-IoT具有四大特點(diǎn)：廣覆蓋、低功耗、低成本和大連接，它在LPWAN低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)流派中受到很多青睞。

具體說來，NB-IoT覆蓋更廣，它比GSM覆蓋增強(qiáng)20dB，窄帶功率譜密度提升，重傳次數(shù)為16次。在低功耗上，其電池壽命最長(zhǎng)可達(dá)到10年，這源于發(fā)射/接收時(shí)間變短，功放效率高，協(xié)議得到簡(jiǎn)化，芯片功耗降低。尤其是DRX(不連續(xù)接收)技術(shù)的使用，讓終端只在需要的時(shí)候工作。

連接上，NB-IoT是海量連接，每小區(qū)可達(dá)50K連接。這也表明，在同一基站下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50~100倍的接入數(shù)。而在成本方面，NB-IoT簡(jiǎn)化射頻硬件、簡(jiǎn)化協(xié)議和減小基帶復(fù)雜度?？梢哉f，NB-IoT在降低成本上花費(fèi)很多心思。

3. SigFox

SigFox使用專有技術(shù)，以較低的調(diào)制速率實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的傳輸范圍。基于此，它對(duì)只需發(fā)送少量、不常見的突發(fā)數(shù)據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景是一個(gè)很好選擇。SigFox應(yīng)用場(chǎng)景包括停車傳感器、水表或智能垃圾桶。

SigFox 成立于2009年，是一家總部位于法國(guó)的公司。SigFox 在歐洲的推廣非常成功，可以說是 LPWAN 領(lǐng)域中最具吸引力的。它還擁有一個(gè)龐大的供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)，包括德州儀器、Silicon Labs 和 Axom。并且，Sigfox與模塊制造商、設(shè)備制造商、芯片制造商、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供商等產(chǎn)業(yè)鏈上的眾多企業(yè)都建立了合作關(guān)系。

4. RPMA

RPMA是由 Ingenu 開發(fā)的專有 LPWAN 技術(shù)棧。該公司于2008年成立于加利福尼亞州圣地亞哥，由前高通的工程師組建，最初的名字叫做 On-Ramp Wireless。

RPMA 的技術(shù)架構(gòu)使其在上行和下行雙向通信上都比其他技術(shù)更加出色。它聲稱具有更好的多普勒效應(yīng)、調(diào)度算法和抗干擾性。它工作在全球范圍都可用的2.4 GHz(用于WiFi和藍(lán)牙)頻段。

根據(jù)其內(nèi)部研究，RPMA 具有更高的通信距離指標(biāo)：RPMA 為177，SigFox 和 LoRa 分別為 149和157。

5. Symphony Link

Link Labs 是 LoRa Alliance 成員，因此它使用 LoRa 芯片。然而，Link Labs 并沒有使用LoRaWAN，而是在 Semtech 的芯片之上構(gòu)建了一個(gè)名為 Symphony Link 的專有的MAC層(軟件)。

Link Labs 成立于2013年，由約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的前成員組建，總部設(shè)在馬里蘭州的安納波利斯。

與 LoRaWAN 相比，Symphony Link 增加了一些重要的連接功能，包括：保證消息可靠收發(fā)、固件空中升級(jí)、解除占空比限制、提供中繼功能和動(dòng)態(tài)擴(kuò)容。

6. Weightless

Weightless SIG(特殊興趣小組)成立于2008年，其使命是實(shí)現(xiàn) LPWAN 的標(biāo)準(zhǔn)化。有五個(gè)發(fā)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(quán)頻譜中唯一的真正開放的標(biāo)準(zhǔn)。Weightless 有三種版本針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景：

Weightless-W：暫未使用(授權(quán) TV 頻段中的未使用的本地頻譜)

Weightless-N：由 NWave 技術(shù)誕生的未授權(quán)頻譜窄帶協(xié)議

Weightless-P：由 M2COMM 的 Platanus 技術(shù)誕生的雙向協(xié)議

盡管 Weightless-W 具有更低的功耗，Weightless-N 和 Weightless-P 依然更受歡迎一些。

7. 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(shí)現(xiàn)。它聲稱使用了先進(jìn)的解調(diào)技術(shù)來支持自身網(wǎng)絡(luò)與其他無線電技術(shù)的共存，并且這種共存不會(huì)造成額外的通信干擾。像 SigFox 一樣，它最擅長(zhǎng)基于傳感器的網(wǎng)絡(luò)通信、溫度采集、水位監(jiān)控、智能測(cè)量以及其他的一些類似應(yīng)用。

8. LTE-M

LTE-M，即LTE-Machine-to-Machine，是基于LTE演進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在R12中叫Low-Cost MTC，在R13中被稱為L(zhǎng)TE enhanced MTC (eMTC)，旨在基于現(xiàn)有的LTE載波滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需求。

9. EC-GSM

EC-GSM，即擴(kuò)展覆蓋GSM技術(shù)(Extended Coverage-GSM)。2014年3月，3GPP的一次會(huì)議提出，將窄帶(200 kHz)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遷移到GSM上，尋求比傳統(tǒng)GPRS高20dB的更廣的覆蓋范圍，并提出了5大目標(biāo)：提升室內(nèi)覆蓋性能、支持大規(guī)模設(shè)備連接、減小設(shè)備復(fù)雜性、減小功耗和時(shí)延。

10. OnRamp

OnRamp使用其自有協(xié)議，稱為RPMA(隨機(jī)分配，多址接入)。OnRamp公司以授權(quán)方式讓合作伙伴使用該技術(shù)，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(yōu)于SigFoax和LoRa。

11. Platanus

這一協(xié)議是由云創(chuàng)科技(M2COMM)所擁有，是為處理一定距離下超高密度節(jié)點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，它可以廣泛用于電子標(biāo)簽類應(yīng)用中，這一協(xié)議也成為Weightless-P技術(shù)的基礎(chǔ)。

Platanus原始技術(shù)瞄準(zhǔn)在100m左右中等范圍，為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)位價(jià)格標(biāo)簽提供室內(nèi)覆蓋。這些數(shù)位價(jià)格標(biāo)簽采用電子墨水(e- ink)或LCD顯示器，能夠取代商店貨架上的紙類價(jià)格標(biāo)簽， 讓商店得以透過無線方式調(diào)整產(chǎn)品價(jià)格。Platanus技術(shù)的其他主動(dòng)式應(yīng)用還包括工廠中的生產(chǎn)批次的資訊顯示器，提供包括即時(shí)狀態(tài)與待處理的下一個(gè)步驟等資訊。由于這是一種雙向的通訊，這些顯示器還能整合感測(cè)器，監(jiān)測(cè)貨品的環(huán)境狀況。

不得不說，LPWAN低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)旗下流派眾多，紛繁復(fù)雜，每種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都有自己的優(yōu)勢(shì)和不足，很難"一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定天下"。后續(xù)，筆者將進(jìn)一步介紹LoRa和NB-IoT兩種技術(shù)流派!