《LPWAN市场报告（第一版）》：概述

概述

低功耗广域网（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）的是一种无线通信广域网络，用于物联网中“物”间的低速率远距离的通信，例如电池供电的传感器。低功耗广域网功耗低、数据速率低，而无线广域网（wireless WAN）数据流量大、能源消耗大，两者使用目的也不相同。一般地，LPWAN数据速率范围从0.3kbit/s到50kbit/s。LPWAN可以创建私有无线传感器网络，自己建设网络基础设施，但也可能是由第三方提供服务或基础设施，传感器用户无需投资网关技术就可以部署。

从以下几个方面，了解一下LPWA技术：

低功耗广域网（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）的是一种无线通信广域网络，用于物联网中“物”间的低速率远距离的通信，例如电池供电的传感器。低功耗广域网功耗低、数据速率低，而无线广域网（wireless WAN）数据流量大、能源消耗大，两者使用目的也不相同。一般地，LPWAN数据速率范围从0.3kbit/s到50kbit/s。LPWAN可以创建私有无线传感器网络，自己建设网络基础设施，但也可能是由第三方提供服务或基础设施，传感器用户无需投资网关技术就可以部署。

从以下几个方面，了解一下LPWA技术：

近距离和远距离 - 传统的物联网技术，如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee等都属于近距离的无线技术，一般可以组成一个近距离的小无线局域网，连接设备和部署的规模有限。LPWA技术无线传输距离都比较远，一般几公里，甚者几十公里范围，连接设备的数量多，应用部署的规模大。无线远距离的通信使得大规模低成本的设备组网应用成为可能。中心化和边缘化 - LPWA技术多是通过传感终端远距离通信，并通过网关或基站连接到云端或互联网，提供数据服务。这是一种中心化的计算方式，LPWA传感终端负责数据的采集与传输，数据都上传集中到云端处理。聚少成多，到云端的小数据聚集起来就成了大数据，通过对数据的挖掘和分析，可以提供基于数据的决策。当越来越多的小数据都涌上云端的时候，大量的低数据速率传输数据也会对带宽和云计算提出了一定的要求，是不是所有的数据都需要上传到云端？于是就有了边缘计算，数据在本地进行采集、处理、存储、计算等，然后再与中心或互联网连接。广域窄带和广域宽带 - LPWA技术数据速率低、传输的数据量小、传输距离远，属于广域窄带。LPWA技术主要是面向物联网的基于小数据的应用需求。有广域窄带就有广域宽带，如3G/4G等蜂窝技术，是基于语音、视频、上网等需求，对传输速率和带宽要求比较高。融合与独立 - LPWA无线技术可以在前端独立组网，组成一个小无线网络。LPWA并非独立于互联网之外，其仍然需要通过网关或基站利用现有的互联网入口接入云端，互联网的入口如3G、4G、NB-IoT、Wi-Fi、以太网等。LPWA应用中也融合了各种不同的技术，可以满足不同的应用需求。另外，Wi-Fi、BLE、Zigbee等无线技术多是小范围的部署，网络规模一般不大。而LPWAN规模化的网络部署也使得物联网的运营成为了现实的可能，可以组成一个区域网络、或者城域网络，乃至一个全国性网络。

LPWAN 技术特点

LPWAN的主要技术特点概况如下：

低功耗 - LPWAN多为电池供电，电池寿命时间长，可长达10年远距离 - 覆盖范围广，开放平坦的地方，5-40公里吞吐量 - 一般地，每秒钟几百个字节，或者更少低数据速率 - 占用较小的带宽，传输少量的数据，通信频次低。一般几百bps到几十Kbps传输时延 - 时延不是LPWAN技术的基本要求，一般地，物联网应用对数据的时延不敏感，数据传输的实时性不高低成本 - 由于规模化部署，需要低成本的连接成本，一般地LPWAN芯片成本小于2美金网关或基站 - 覆盖范围大，LPWAN网关或基站数量也少，一个网关或基站可以服务成千上万的设备地域覆盖 - 一般在偏远和农村地区也有良好的覆盖范围。建筑内和地面的信号穿透力强（如抄表）网络拓扑结构 - 多以星型拓扑为主，也有辅助以MESH网络

用下面几张图说明一下LPWA的特点：

根据无线带宽和距离，不同的无线技术涵盖不同的应用。低带宽需求的远距离应用典型地应用于物联网和M2M场景。

与其他无线技术相比，IoT和M2M应用对LPWAN技术有一些特别的要求，下面是LPWA技术与其他无线技术的比较：

下图按照距离将无线技术分组比较：

图片来自Keysight

LPWAN的主要应用

IHS将LPWAN应用分成了五类：智慧工业（Smart Industry）、智慧公共事业（Smart Utilities）、智慧城市（Smart Cities）、智慧建筑（Smart Buildings）及其他应用（Other applications）。

智慧工业 - 包括资产跟踪、资产过程自动化、 离散自动化、 环境监测、 工业照明、 商业安全、 基础设施监测、 水管理和其他各种应用等等。智慧公共事业 - 包括水电煤气的智能化管理，这部分最主要是是智能计量。智慧城市 - 包括与市政资源和服务的管理相关的应用。如街道照明、垃圾管理、停车管理、环境监测、交通监测、应急管理和公共交通管理。智慧建筑 - 智能建筑涉及建筑自动化，包括暖通空调（采暖、通风、空调）、能源管理、安全、照明和房间自动化等相关的应用。

目前在国内，LPWAN主要应用在水表、气表抄表上。这也符合LPWAN的应用特点，表计接入量大、数据量少、电池供电多年，适合做规模化网络部署。随着工业、城市、建筑等应用需求的发展，也会带来更大范围的LPWAN应用。