LPWAN(低功耗广域网)技术根据其频谱使用方式和技术架构,主要分为以下两类:
一、授权频段蜂窝LPWAN技术(蜂窝LPWA技术)
这类技术基于蜂窝通信网络,由国际标准化组织3GPP主导,需在运营商授权的频段内运行,具有高可靠性和强安全性,适合对稳定性要求高的场景。
1.代表技术:
- NB-IoT(窄带物联网):专为低功耗、广覆盖设计,支持海量设备连接,适用于智慧城市、智能仪表(如水表、燃气表)等。
- LTE-M(LTE-Machine Type Communication):基于LTE网络优化,支持更高数据传输速率和移动性,适用于工业物联网和远程医疗监控等。
2.核心特点:
- 频谱保障:使用授权频段,避免干扰,确保通信稳定性。
- 高安全性:依托蜂窝网络的安全协议,适合敏感数据传输(如能源计量、医疗设备)。
- 强覆盖能力:在密集城市环境中穿透性强,支持复杂场景下的连接需求。
二、非授权频段非蜂窝LPWAN技术(非蜂窝LPWA技术)
这类技术通常由企业或行业联盟推动,运行于无需授权的ISM(工业、科学、医疗)频段,部署灵活且成本较低,适合大规模分布式物联网应用。
1.代表技术:
- LoRa/LoRaWAN:基于扩频调制技术,传输距离可达数十公里,抗干扰能力强,广泛应用于农业监测、智能停车等领域。
- Sigfox:采用超窄带技术,以极低功耗实现全球覆盖,适用于简单数据传输场景(如环境传感器)。
- 其他技术:如Weightless、RPMA等,专注于特定应用场景(如远程资产追踪)。
2.核心特点:
- 低成本部署:无需支付频谱授权费用,适合中小型企业和初创项目。
- 灵活扩展性:支持私有网络搭建,满足定制化需求(如智慧园区、工业物联网)。
- 长电池寿命:通过极简协议设计,设备电池寿命可达10年以上,适合偏远地区部署。
三、 两类技术的对比与应用场景
维度 | 授权频段蜂窝LPWAN | 非授权频段非蜂窝LPWAN |
---|---|---|
典型技术 | NB-IoT、LTE-M | LoRa、Sigfox、TPUNB |
频谱使用 | 运营商授权频段(如900MHz、1800MHz) | ISM频段(如868MHz、915MHz) |
主导方 | 3GPP标准化组织、电信运营商 | 企业联盟(如LoRa Alliance)、技术公司 |
覆盖能力 | 城市密集区域穿透性强 | 农村及偏远地区广覆盖 |
数据速率 | 较高(NB-IoT约250kbps,LTE-M达1Mbps) | 较低(LoRa约50kbps,Sigfox仅100bps) |
适用场景 | 城市安防、智能电网、医疗监控 | 农业监测、环境传感、资产追踪 |
四、 技术选择建议
优先选择蜂窝LPWAN的场景:需要高可靠性(如能源计量)、高安全性(如金融设备)、或需与现有蜂窝网络整合(如车联网)。
优先选择非蜂窝LPWAN的场景:覆盖范围广且成本敏感(如农田监测)、需快速私有化部署(如工厂设备监控)、或数据传输需求极简(如垃圾桶状态上报)。
未来,随着5G与LPWAN的融合(如RedCap技术),两类技术的边界可能进一步模糊,形成互补共生的物联网通信生态。