物聯網的基本單元“物”的廣泛分布,使得這一產業對無線廣域網的需求劇增,除了不斷提升的3G/4G/5G寬帶網絡外,低功耗廣域網絡(LPWAN)無疑是物聯網通信層最引人矚目的領域了。根據Analysys Mason的研究,單單這些LPWAN技術,到2023年前就可以為全球添加30億的連網數量。
今天我們就針對LoRa、SigFox、LTE-M、NWave、OnRamp、Platanus、Telensa、Weightless、Amber Wireless等名詞來簡單地聊一下,讓更多的朋友了解這些詞的含義。
LoRa
LoRa 聯盟是一個開放的非營利組織,旨在促進和推廣 LPWAN 技術的生態系統。它在北美、歐洲、非洲和亞洲擁有約400家會員公司,其創始成員包括 IBM、MicroChip、思科、Semtech、Bouygues 電信、Singtel、KPN、Swisscom、Fastnet 和 Belgacom。
LoRaWAN 是由 LoRa 聯盟管理的開放標準網絡層協議。然而,它并不是真正的開放,因為實現一個完整的 LoRaWAN 協議棧的底層芯片只能通過 Semtech 公司提供。具體來講,LoRa 是物理層,也就是芯片。而 LoRaWAN 是 mac 層,即芯片上的軟件,用以實現網絡連接。
其功能類似于 SigFox,因為它主要用于多個終端的僅針對上行鏈路的應用(來自傳感器、設備到網關的數據)。它不使用窄帶傳輸,而是使用編碼消息來擴展不同頻率信道和數據速率的信息。這些消息減少了相互沖突和干擾,從而增加了網關的容量。
NWave
NWave技術公司自己擁有該協議的所有權,該協議是Weightless-N協議的基礎。它以虛擬化Hub的方式實現多數據流傳輸,中央處理器對數據進行分類確保數據歸屬性。
實際上,今年7月份,Nwave 技術公司和企業加速器組織Accelerace與Next Step City攜手合作,在丹麥部署Weightless-N網路,范圍遍及首都哥本哈根,以及南丹麥能源產業重鎮埃斯比約,這一網絡即采用NWave協議搭建。此網絡是首次的公共網路建設行動,是極具開創性的里程碑,為丹麥物聯網和智慧城市試點建設提供網絡基礎。
OnRamp
OnRamp使用其自有的協議,稱為RPMA(隨機分配,多址接入)。OnRamp公司以授權方式讓合作伙伴使用該技術,且該公司撰寫了一份非常詳盡的白皮書,白皮書中給出充足理由證明他們將優于SigFoax和LoRa。
SigFox
SigFox也是商用化速度較快的一個LPWAN網絡技術,它采用超窄帶技術,使得網絡設備消耗50微瓦的功率為雙向單向通信或100微瓦。這一協議由SigFox公司擁有,其創始人是法國企業家Ludovic Le Moan,主要打造低功耗、低成本的無線物聯網專用網絡。
SigFox獲得了數輪巨額融資,在其B輪融資中,Intel Ventures即向 Sigfox 投資了1000萬美元,當時該公司的總融資額已經達到1210萬歐元。而在今年初,SigFox獲得1億歐元的風險投資,創法國歷史上VC融資之最,這次的投資人大部分來自運營商,包括西班牙的 Telefonica、法國的 GDF Suez、日本電信運營商 NTT Docomo、韓國電信運營商 SK Telecom、法國的 Air Liquide。目前,Sigfox 的網絡覆蓋法國、西班牙、荷蘭和英國的 10 個大城市。
Platanus
這一協議是由云創科技(M2COMM)所擁有,是為處理一定距離下超高密度節點而設計的,它可以廣泛用于電子標簽類應用中,這一協議也成為Weightless-P技術的基礎。
Platanus原始技術瞄準在100m左右中等范圍,為物聯網數位價格標簽提供室內覆蓋。這些數位價格標簽采用電子墨水(e- ink)或LCD顯示器,能夠取代商店貨架上的紙類價格標簽, 讓商店得以透過無線方式調整產品價格。Platanus技術的其他主動式應用還包括工廠中的生產批次的資訊顯示器,提供包括即時狀態與待處理的下一個步驟等資訊。由于這是一種雙向的通訊,這些顯示器還能整合感測器,監測貨品的環境狀況。
Telensa(原稱Senaptic)
Telensa公司是一家無線監控系統供應商,將其智能無線技術應用于醫療、安全、車輛跟蹤和智能計量等市場,特別關注于街道照明和停車的遠程控制和管理。其掌握的低功耗無線通信技術僅開放用戶界面,協議本身并不開放,該公司認為自己在應用層具有差異化的優勢,而不是在底層協議層上。
Weightless
Weightless SIG(特殊興趣小組)成立于2008年,其使命是實現 LPWAN 的標準化。有五個發起成員,包括埃森哲、ARM、M2COMM、歐洲索尼和 Telensa。
Weightless 是低于 1GHz 的未授權頻譜中唯一的真正開放的標準。Weightless 有三種版本針對不同的應用場景:
Weightless-W:暫未使用(授權 TV 頻段中的未使用的本地頻譜)
Weightless-N:由 NWave 技術誕生的未授權頻譜窄帶協議
Weightless-P:由 M2COMM 的 Platanus 技術誕生的雙向協議
盡管 Weightless-W 具有更低的功耗,Weightless-N 和 Weightless-P 依然更受歡迎一些。
LTE-M
LTE-M由華為基于3GPP的Cat. 0協議之上推出的LPWAN專用技術,在技術方面,LTE-M標準更是針對物聯網進行了特殊的設計,可以減小發射功耗20dBm,這將使得大樓深處得以覆蓋。物聯網智庫曾對LTE-M進行過深入總結,可參見《超百億物聯網設備的專用網絡:LTE-M的前世今生》一文。
其他協議
Amber Wireless:Amber Wireless是一個私有專利協議,當前暫無詳細的商用化案例。
M2M Spectrum網絡:致力于在美國授權頻段上搭建和運營專用M2M網絡