什么是蜂窝低功耗广域网 如何在物联网中使用？

蜂窝低功耗广域网(LPWAN)是利用特定类别无线技术的数据网络。蜂窝低功耗广域网就是这样一个类。它允许通过低功耗标准连接到蜂窝网络的设备以低比特率进行远程通信。

作为物联网的关键驱动因素，术语“蜂窝低功耗广域网”定义了旨在支持机器对机器（M2M）和物联网设备的蜂窝标准类别。

这些设备对操作速度和带宽的要求低于消费级蜂窝设备。尽管如此，他们仍然需要传统蜂窝LTE网络的普及和Wi-Fi或蓝牙等短程技术的简单性。

蜂窝低功耗广域网技术以低功耗运行，并提供广域无线连接。因此，蜂窝低功耗广域网在2016年成为物联网应用的首选。当年，全球蜂窝标准化机构第三代合作伙伴计划(3GPP)定义了蜂窝LPWA标准。

这些标准将帮助移动网络运营商满足物联网应用成本、覆盖范围和功耗需求。

蜂窝低功耗广域网的特点

电池寿命

蜂窝低功耗广域网允许工程师根据以下标准优化睡眠周期，从而设计低功耗和可穿戴设备，以获得最大电池寿命：

● 一天中的时间

● 营业时间

● 季节

当与合理的设计实践相结合时，蜂窝低功耗广域网连接设备的电池寿命可以延长到10年或更长时间。

高安全性

虽然蜂窝低功耗广域网技术提供不同级别的安全性，但大多数技术包括：

● 用户或设备身份验证

● 身份保护

● 网络身份验证

● 消息机密性和密钥配置

● 密集设备网络支持

蜂窝低功耗广域网比未授权频谱更多的连接设备，并且支持更广泛的区域。

● 较小的数据传输数据包

蜂窝低功耗广域网为智能农业解决方案，包括牲畜提供资产跟踪。

蜂窝低功耗广域网支持小的间歇性数据包中的数据传输。这些数据包的大小通常在10到1000字节之间，使蜂窝低功耗广域网成为多种工业应用的理想选择，包括：

● 智能工具

● 智慧城市

● 互联医疗

● 智能家居和建筑

● 智能农业

● 远程通信

● 资产跟踪

克服之前广泛采用蜂窝低功耗广域网的障碍

蜂窝低功耗广域网一度过于昂贵，耗电量大，对许多应用来说不切实际。然而，2016年，3GPP在版本（Rel）13中引入了新的标准和技术：LTE-M和窄带物联网（NB-IoT）。

这些标准中的蜂窝模块使企业能够以合适的成本和尺寸构建适合大规模物联网推出的产品。Rel14进一步改进了这些标准和技术，使蜂窝LPWAN解决方案更经济、功能更丰富。

通过蜂窝低功耗广域网克服物联网采用挑战

物联网有不同的需求，从视频应用的高速到传感器的低速。它们的范围从语音通信和控制系统的低延迟到密集部署的大容量。事务设备类的最大需求是更低的功耗和更长的电池寿命，这就是LPWAN所提供的。

蜂窝低功耗广域网解决方案克服了之前广泛采用的三个障碍：

● 蜂窝连接模块和相关的数据计划如今更实惠

● 覆盖范围广泛，甚至在室内和偏远地区

● 如果设计正确，电池寿命可以持续十年