详解首个物联网专用网络技术——LPWA

原文：LPWA: The first network technology designed for IoT
作者：Philippe Guillemette
翻译：安翔
审校：屠敏

在最初物联网概念兴起时，市面上并没有专门为物联网打造的无线网络技术。当时已有的技术主要包括 2G、3G、4G 以及 LTE 蜂窝技术，无线局域网技术（比如 WiFi）和近场通信技术（比如 Zigbee 和蓝牙），它们主要专注于建立特定的高速设备和语音、数据网络的离散连接，对数据传输的功耗考虑得很少。

这个世界即将被无数的小型、低数据量、低功耗的设备所充斥，曾经孤立的物体将接入互联网进行数据交换和控制，这样的网络也就是我们常说的物联网（IoT）。网络设计者们最初并未预想到物联网浪潮的到来。然而，尽管没有专门为 IoT 设计的网络技术，但是 IoT 仍然利用现有的网络技术来创造了一个巨大的市场，Gartner 预计，2017年将有84亿个终端接入，并且终端和服务的总支出今年将达到2万亿美元。如果有一种无线网络技术能够提供广覆盖、低成本、低功耗的设备接入，那么可以预想到物联网终端设备将是海量的。这样的网络技术将使我们能够真正实现 IoT 的原始愿景 - 能够随时随地将所有物体连接到互联网，实现真正的万物互联。

随着CAT-M1 、 LTE-M、CAT-NB1 、 NB-IoT和EG-GSM 等低功耗广域网（LPWA）网络标准的提出以及技术上的实现和支持，物联网终于有了一套自身专有的网络技术。LPWA 旨在满足 IoT 应用的核心需求，它从成本（比 LTE 低50%）、功耗（比 LET 低100倍以上）、覆盖范围（比 LTE 大50倍）三方面提升物联网设备以及服务的市场竞争力。

LPWA 技术显著降低了设备和服务成本，使得 IoT 嵌入式设备的大量使用变得很经济实惠。其超低功耗促使 IoT 设备制造商生产的电池能够使用10年之久。同时，LPWA的覆盖范围非常广泛，这样就可以将 IoT 设备放置在地下、偏远地区和其他以前的网络信号无法覆盖的地方。此外，并不需要从头开始构建新的蜂窝无线基础架构，以支持LPWA技术 ，在大多数情况下，只需要基于现有基础架构进行软件升级即可。

与过去几年合作开发的专有 LPWA 解决方案不同，这些通用标准得到了主流无线运营商的支持。这就意味着 IoT 应用程序提供商可以采用这些标准化的 LPWA 技术，无需担心其应用程序大量使用时生态系统建设和网络覆盖的问题。随着这些广泛采用的LPWA 标准的制定和实现，以及今年起主要运营商对 LPWA 的支持，IoT 行业终于有了低成本、低功耗、广覆盖网络技术，这是应用开发者期盼已久的。

这对 IoT 意味着什么呢？这意味着，物联网开发商终于拥有开发崭新的、加强版的能源、交通运输、医疗、智慧城市、农业、消费者和其他物联网应用所需的网络技术，这些应用能够完全展现物联网特性 - 让世界更加可持续、更安全、更有成效。

这包括 IoT 智能水务应用，它用来更好地保护水- 我们最重要的自然资源。在气候变化的时代，我们可以利用物联网来优化用水，减少农村地区数百亩农田以及城市地区大量水资源的浪费。IoT 能源应用用于监控任何可量化的能耗设备，包括水泵、热水器、空调、电动汽车充电器和家用能源系统，它将比传统的智能电表更加智能化，使我们的能源更清洁、更便宜、更可靠。通过控制和优化各种能源，我们可以平衡间断可再生能源发电中的峰谷，从而使我们能够将更多的可再生能源整合到电网中。LPWA 的兴起也意味着大量便宜的可穿戴设备可以与云服务保持不间断的连接， 帮助医院确保出院患者的健康，父母能够确保孩子在家中的安全。

当然，还有很多颠覆性、杀手级的应用是我们暂时还没有想到的。LPWA 提供了一个促进创新的平台，它改变了我们每天工作和生活的方式 - 就像八九十年代的PC、互联网技术以及00和10年代的智能手机和蜂窝技术一样。

像这些技术一样，IoT已经从早期的小型化、粗犷化（就像笨重的 PC 和砖头手机一样）发展成为一个先进的全球性产业，它正在改变我们的生活方式。利用新的、专为物联网打造的 LPWA 网络技术，物联网将向前迈进一大步，采用低成本、低功耗、广覆盖的应用程序，可将我们所有的物体连接到互联网，它将为我们建造一个更加美好的世界。