3、物联网接入网络技术解析

物联网接入网络技术解析

1. 低功耗广域网（LPWAN）概述

低功耗广域网（LPWAN）技术适用于需要长距离通信且终端设备功耗低的场景，不过其数据传输速率较低，适用于大量设备密集部署的情况，如城市或建筑物内的应用。像蓝牙、Wi - Fi 和 Zigbee 等技术无法满足长距离需求，而标准的蜂窝机器对机器（M2M）网络对于许多应用场景来说成本过高，且功耗大，难以实现设备多年的电池供电运行。

1.1 频谱选择

LPWAN 技术在频谱选择上有两个关键考量：是否使用授权频谱或非授权频谱，以及如何使用。授权频谱由移动运营商拥有，相关技术高度依赖标准，但新标准的推出可能需要较长时间。早期的物联网网络多采用非授权频谱，其优势在于免费。

从商业角度看，要使生态系统发展并让供应商将设备销售到大规模市场，关键在于在指定频段内获得跨大地理区域的频谱接入。全球范围内，2.4 GHz 频段可用，部分公司如 Ingenu 采用该频段，但大多数解决方案使用低于 1 GHz 的频段以实现长距离覆盖。例如，欧盟有 868 MHz 的工业、科学和医疗（ISM）频段，美国有 915 MHz 的类似频段。目前已开发出多种利用这些频谱频段的竞争技术，如 Sigfox、LoRaWAN 和 Weightless。

虽然非授权频谱免费，但仍受当地监管规则约束。任何系统都必须在当地监管机构设定的条件下运行，由于是非授权的共享频谱，单个设备不能独占网络。不同技术采用不同方法实现频谱的公平使用，如一些协议采用“先听后说”的方式避免冲突，但这会影响电池寿命；另一些则直接发送数据并等待确认，若未收到确认，设备会按预设算法重发。当地监管机构通常会限制占空比和输出功率，例如在英国，868 MHz