蜂窩低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)是利用特定類(lèi)別無(wú)線技術(shù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。蜂窩低功耗廣域網(wǎng)就是這樣一個(gè)類(lèi)。它允許通過(guò)低功耗標(biāo)準(zhǔn)連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備以低比特率進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。
作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，術(shù)語(yǔ)“蜂窩低功耗廣域網(wǎng)”定義了旨在支持機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別。
這些設(shè)備對(duì)操作速度和帶寬的要求低于消費(fèi)級(jí)蜂窩設(shè)備。盡管如此，他們?nèi)匀恍枰獋鹘y(tǒng)蜂窩LTE網(wǎng)絡(luò)的普及和Wi-Fi或藍(lán)牙等短程技術(shù)的簡(jiǎn)單性。
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)以低功耗運(yùn)行，并提供廣域無(wú)線連接。因此，蜂窩低功耗廣域網(wǎng)在2016年成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的首選。當(dāng)年，全球蜂窩標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)定義了蜂窩LPWA標(biāo)準(zhǔn)。
這些標(biāo)準(zhǔn)將幫助移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成本、覆蓋范圍和功耗需求。
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)的特點(diǎn)
電池壽命
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)允許工程師根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化睡眠周期，從而設(shè)計(jì)低功耗和可穿戴設(shè)備，以獲得最大電池壽命：
- 一天中的時(shí)間
- 營(yíng)業(yè)時(shí)間
- 季節(jié)
當(dāng)與合理的設(shè)計(jì)實(shí)踐相結(jié)合時(shí)，蜂窩低功耗廣域網(wǎng)連接設(shè)備的電池壽命可以延長(zhǎng)到10年或更長(zhǎng)時(shí)間。
高安全性
雖然蜂窩低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)提供不同級(jí)別的安全性，但大多數(shù)技術(shù)包括：
- 用戶或設(shè)備身份驗(yàn)證
- 身份保護(hù)
- 網(wǎng)絡(luò)身份驗(yàn)證
- 消息機(jī)密性和密鑰配置
- 密集設(shè)備網(wǎng)絡(luò)支持
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)比未授權(quán)頻譜更多的連接設(shè)備，并且支持更廣泛的區(qū)域。
- 較小的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)包
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)為智能農(nóng)業(yè)解決方案，包括牲畜提供資產(chǎn)跟蹤。
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)支持小的間歇性數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)傳輸。這些數(shù)據(jù)包的大小通常在10到1000字節(jié)之間，使蜂窩低功耗廣域網(wǎng)成為多種工業(yè)應(yīng)用的理想選擇，包括：
- 智能工具
- 智能城市
- 互聯(lián)醫(yī)療
- 智能家居和建筑
- 智能農(nóng)業(yè)
- 遠(yuǎn)程通信
- 資產(chǎn)跟蹤
克服之前廣泛采用蜂窩低功耗廣域網(wǎng)的障礙
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)一度過(guò)于昂貴，耗電量大，對(duì)許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)不切實(shí)際。然而，2016年，3GPP在版本(Rel)13中引入了新的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)：LTE-M和窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)。
這些標(biāo)準(zhǔn)中的蜂窩模塊使企業(yè)能夠以合適的成本和尺寸構(gòu)建適合大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)推出的產(chǎn)品。Rel14進(jìn)一步改進(jìn)了這些標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，使蜂窩LPWAN解決方案更經(jīng)濟(jì)、功能更豐富。
通過(guò)蜂窩低功耗廣域網(wǎng)克服物聯(lián)網(wǎng)采用挑戰(zhàn)
物聯(lián)網(wǎng)有不同的需求，從視頻應(yīng)用的高速到傳感器的低速。它們的范圍從語(yǔ)音通信和控制系統(tǒng)的低延遲到密集部署的大容量。事務(wù)設(shè)備類(lèi)的最大需求是更低的功耗和更長(zhǎng)的電池壽命，這就是LPWAN所提供的。
蜂窩低功耗廣域網(wǎng)解決方案克服了之前廣泛采用的三個(gè)障礙：
- 蜂窩連接模塊和相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)劃如今更實(shí)惠
- 覆蓋范圍廣泛，甚至在室內(nèi)和偏遠(yuǎn)地區(qū)
- 如果設(shè)計(jì)正確，電池壽命可以持續(xù)十年
