低功耗广域网(LPWAN)技术作为一个术语，仅在2013年出现，但直到2015年才获得重视。LPWAN是一种网络技术，用作电池供电的低带宽设备之间的互连。物联网设备的电池寿命有限，因此需要在广泛的通信范围内实现正常的低功耗传输。
LPWAN旨在满足物联网和机器对机器(M2M)网络的需求。LPWAN支持相当大的地理区域内的大量设备连接，同时提供比任何传统移动网络更可靠的能效，并且成本更低。
以下是你需要了解的关于LPWAN技术的细节，以及它与LoRaWAN的区别。
LPWAN物联网设备的类型
LPWAN物联网设备有各种形状和大小。其中包括LoRa、Zigbee、Sigfox、Nwave、LTE-M和NB-IoT等。然而，LoRa、NB-IoT、LTE-M和Sigfox占全球LPWAN设备安装量的96%以上。通常，LPWANs可以在许可或非许可频率上运行，包括专有或开放标准选项。
LoRa
未经许可的LoRa，由LoRa联盟具有适中的范围，使用低功率，并为用户提供负担得起的连接。它专为电池供电设备而设计，无需复杂的安装即可促进多种物联网设备之间的互操作性。由于能够在高达几千兆赫的多个频率上传输，LoRa不太容易受到通信干扰。作为最有前途的网络之一，预计到2025年，LoRa和NB-IoT将获得约85%的网络份额。
n B-物联网
窄带物联网(n B-物联网)性能类似于其他技术标准，可在现有的蜂窝物联网(LTE和GSM)基础设施上运行。通过利用LTE-M的成本和能效，NB-IoT可以方便地连接每个NB-IoT小区的多达50，000个物联网设备。它还支持仅使用其可用频谱的一部分的许多新连接。这有助于最大限度地降低功耗，并将物联网设备的电池寿命延长至10年以上。
LTE-M
这LTE-M是由3GPP标准组织发布的典型的LPWAN等级。作为第一代蜂窝技术之一，LTE-M利用现有的LTE网络来确保室内和地下的高效网络连接。它提供了比NB-IoT高得多的带宽。有了LTE-M技术，将不再需要多个模块和变体。它提供了与3G网络相当的延迟和速度。
Sigfox
作为一种被广泛接受的未经许可的LPWAN技术，Sigfox运行在公共网络基础设施上，同时每个国家只允许一个网络运营商。由于其数据包大小限制为每天150条12字节的消息，它可以在偏远地区实现超过30公里-50公里的通信，在城市环境中实现3公里-10公里的通信，在现场应用中实现约1，000公里的通信。
LPWAN的应用
LPWAN技术使物联网和M2M设备能够在单次电池充电的情况下运行约10年。LPWANs通常用于智能计量、智能照明、资产监控和跟踪、智能城市、智能农业、牲畜监控、能源管理、制造和其他智能建筑应用部署等应用。
智能照明
在世界范围内，无数的灯泡被点亮——在人行道、高架桥梁、十字路口、人行道或高速公路上。LPWAN允许有效的监控和跟踪。例如，传统的智能闪电监测系统通常需要有人看到灯熄灭并联系相关部门。然而，LPWAN可以自动执行这一过程，使灯光能够通知最近的指挥中心有无故障灯泡，或者它是开着还是关着，从而确保更好地利用能源，并有助于室内和室外的安全。
智能计量
智能计量提供了最相关的使用案例之一，也可以说是LPWAN市场中采用最多的。近年来，多个严重依赖LPWAN连接的大规模智能计量项目全面铺开。意大利、瑞典、立陶宛和荷兰等欧洲国家分别安装了超过100万个通过NB-IoT或LTE-M技术连接的电表和煤气表。同样，中国电信也安装了超过2000万个智能水表和约2500万个煤气表，通过其全国NB-IoT网络连接。沙特阿拉伯最近启动了一项价值500多万英镑的NB-IoT智能电力计量项目。日本综合能源零售商NICIAS成功完成了850，000个燃气表的改造，通过Sigfox连接。
智能跟踪
跟踪货物的移动对于确保货物安全到达目的地至关重要。然而，有了LPWAN技术，就有可能不仅仅是跟踪货物的位置。配备LPWAN的智能托盘可以提供货物状况的实时数据，如货物是否被打开或掉落。这些信息可用于提高运输的安全性和效率。
LPWAN的优点
LPWAN具有许多有助于网络间无缝通信的优势。其中一些主要的是:
网关数量有限
尽管需要更少的网络网关，但LPWAN可以进行长距离通信，有助于降低基础设施成本。比如阿姆斯特丹，建筑密集，但只需要24个网关就能覆盖整个城市。
自由无线电频谱
通过LPWAN，您可以在免费的无线电频谱上传输和接收数据，即无需任何费用或许可。这意味着任何人都可以成为网关提供商，并且仍然只产生零数据成本。
低功耗
物联网设备的功耗主要取决于其通信频率以及一段时间内传输的数据量。LPWANs以其低功耗而闻名，因为它们可以调节数据传输的频率(通过在物联网设备不使用时激活睡眠模式)，从而将电池寿命延长至10年以上。
LPWAN的缺点
虽然LPWAN有重要的好处，但它也不是没有缺点。以下是使用LPWAN技术的一些主要缺点:
不适合频繁的数据传输应用
LPWAN不支持需要频繁传输大容量数据的物联网应用。
低数据速率
由于LPWAN仅支持低数据速率，因此无法用于数据速率需求更高的物联网应用。
网络堵塞的高风险
当在自由无线电频谱上操作时，在相同的网络频率上可能有大量的运营商。自由无线电频谱上的堵塞可能会导致传输中断。
不适合低延迟应用
LPWAN非常不适合低延迟物联网应用，因为该技术只能在端到端节点之间提供高延迟。
lora wan Vs n b-IoT Vs LTE-M Vs SIG fox
| Parameters | LoRaWAN | NB-IoT | LTE-M | Sigfox |
| Bandwidth | 125 kHz | 180 kHz | 1.08MHz | 100 Hz |
| Coverage | 165 dB | 164 dB | 156 dB | 165 dB |
| Battery Life | 15+ years | 10+ years | 10+ years | 15+ years |
| Peak Current | 32 mA | 120 mA | 500 mA | 49 mA |
| Sleep Current | 1 µA | 5 µA | 9 µA | 1.3 µA |
| Throughput | 50 Kbps | 200 Kbps | 1 Mbps | 600 bps |
| Latency | Device Class Dependent | < 10 s | < 15 ms | < 30 s |
| Security | AES 128 bit | 3GPP (128 bit to 256 bit) | 3GPP (128 bit to 256 bit) | AES 128 bit |
| Geolocation | Yes (TDOA) | Yes (3GPP Rel 14) | Yes (3GPP Rel 14) | Yes (RSSI) |
| Cost Efficiency | High | Medium | High | High |
| Power Consumption | Low | High | Low | Medium |
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