蜂窩低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)是利用特定類別無線技術(shù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。蜂窩低功耗廣域網(wǎng)就是這樣一個類。它允許通過低功耗標準連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備以低比特率進行遠程通信。

作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵驅(qū)動因素，術(shù)語“蜂窩低功耗廣域網(wǎng)”定義了旨在支持機器對機器(M2M)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的蜂窩標準類別。

這些設(shè)備對操作速度和帶寬的要求低于消費級蜂窩設(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或藍牙等短程技術(shù)的簡單性。

蜂窩低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)以低功耗運行，并提供廣域無線連接。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，全球蜂窩標準化機構(gòu)第三代合作伙伴計劃(3GPP)定義了蜂窩LPWA標準。

這些標準將幫助移動網(wǎng)絡(luò)運營商滿足物聯(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

電池壽命

蜂窩低功耗廣域網(wǎng)允許工程師根據(jù)以下標準優(yōu)化睡眠周期，從而設(shè)計低功耗和可穿戴設(shè)備，以獲得最大電池壽命：

• 一天中的時間
• 營業(yè)時間
• 季節(jié)

當(dāng)與合理的設(shè)計實踐相結(jié)合時，蜂窩低功耗廣域網(wǎng)連接設(shè)備的電池壽命可以延長到10年或更長時間。

高安全性

雖然蜂窩低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)提供不同級別的安全性，但大多數(shù)技術(shù)包括：

• 用戶或設(shè)備身份驗證
• 身份保護
• 網(wǎng)絡(luò)身份驗證
•  消息機密性和密鑰配置
•  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)一度過于昂貴，耗電量大，對許多應(yīng)用來說不切實際。然而，2016年，3GPP在版本(Rel)13中引入了新的標準和技術(shù)：LTE-M和窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)。

這些標準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進一步改進了這些標準和技術(shù)，使蜂窩LPWAN解決方案更經(jīng)濟、功能更豐富。

通過蜂窩低功耗廣域網(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)備類的最大需求是更低的功耗和更長的電池壽命，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障礙：

• 蜂窩連接模塊和相關(guān)的數(shù)據(jù)計劃如今更實惠
• 覆蓋范圍廣泛，甚至在室內(nèi)和偏遠地區(qū)
• 如果設(shè)計正確，電池壽命可以持續(xù)十年