低功耗广域网络的崛起

　　在低功耗广域网络未建立之前，无线传感网主要由多种传统网络共同构成，比如本地射频局域网、Mesh、WiFi以及蜂窝网络等。但这些现有网络存在较多的弊端，无法满足物联网主流应用的需要，具体原因可归结为以下几种：第一，现阶段的物联网都是按照已有的网络设施进行搭建，因此，现在所谓的物联网应用都是一些迎合低成本概念的、没有大效力的普通应用，物联网相应的网络还无法摆脱有线电源的控制，对电力线和宽带线的依赖性太强。第二，网络覆盖的深度和广度不够，无法满足可任意接入所有节点的需求。有无线接入源的区域才会有相关应用，没有无线接入源的区域，应用无法接入。第三，总体网络成本过高，虽然传感网络中的部分网络发展年限较长，已经相对成熟，在模组出货量上也突破了10亿级标准，但是模组的价格却居高不下。例如，一个LTE模组的制造成本需要200～300元人民币。第四，只有先搭建整体网络，才能搭建并使用Mesh网络，而要实现规模经济可行性，则需要在建立本地射频方案时，由企业自身管理、维护相关的无线基础设施。

　　低功耗广域网络（LPWAN）是公共性网络，其优良的特性和功能可以有效解决构建传统网络时所遇到的四大问题。顾名思义，低功耗广域网络最大的特点就是无线覆盖面积广、能源消耗低，可以促进终端成本向低端化发展，从而为节约整体网络构建成本做出积极贡献。一般来说，低功耗广域网络采用的是窄带网络，但是这并不影响该网络的正常使用。有关研究显示，每月产生3M流量的物联网设备只占总物联网设备的14%，也就是说，有86%的物联网设备每月产生的数据流量不足3M。所以说，传统蜂窝宽带网络虽然能提供较大的数据吞吐量，但大多数物联网设备并不需要，这就为实现低功耗广域网络提供了有利空间。

　　然而，仍然有一些物联网设备需要高吞吐量的宽带，针对这一问题，我们可以利用高宽带无线解决方案来解决。而大多数情况下，只要使用低功耗广域网络，就能实现大多数传感器的小量级数据传输。在此基础上，广泛连接传感设备和机器，才能构筑未来物联网的宏伟蓝图。

　　我们当前使用的蜂窝网络成功地实现了人与人之间的语音、视频、数据等多种方式的通信，而要连接物联网设备，实现物与物之间的信息交流，则需要专门构建一个更具智能化的、泛在的、专业程度更高的无线网络。因此，人们对低功耗广域网络的需求是极大的。事实上，传统的蜂窝网络也能成为物联网连接的方案之一，但是，就像2G网络一样，它虽然能够担任物联网的部分连接职责，但却并不适合担任物联网的专用网，所以2G网络最终的命运是随着物联网的发展而被淘汰，而传统蜂窝网络也将面对同样的命运。

　　2015年，三大低功耗广域网络集团在物联网时代的召唤下应运而生，它们分别是Ingenu、Sigfox以及LoRa。因此，这一年被多数物联网专家称为LPWAN元年。这三家科技企业都以开发用于物联网的低功耗广域网络产品为核心，并且各种拥有低功耗广域网络的先进技术，其相关产品的诞生也渐渐证明了低功耗广域网络战略的可行性。

　　目前，一些传统蜂窝网络企业也开始进行低功耗广域网络的开发，这些企业为了使网络达到低功耗广域网络的相关标准而创建了3GPP工程。事实上，这种将低功耗广域网络与传统蜂窝网络相结合的方案可行性较低，其中不完善之处在于功耗测量困难、干扰太多、功耗问题得不到确定性解决。一些蜂窝网络企业也承认，将传统的蜂窝网络以现在的技术水平强加在低功耗广域网络之上其实并不合适。

　　就当前形式而言，未来物联网的宏伟蓝图一定离不开低功耗广域网络。在物联网所有连接网络中，低功耗广域网络的连接功能将起到决定性作用，所占物联网总网络的份额也必将是最大的。未来低功耗广域网的设备连接数量将超过10亿级别，而它不仅胜在数量，更胜在质量。这些由低功耗广域网络连接的物联网设备将为人们带来更加高效、高质、实用、丰富、便捷的应用，这些应用的结构将更加简单，类型将更加丰富，最重要的是它们拥有惊人的伸缩性，可以延伸到各个领域。物联网的相关应用将在低功耗广域网络的基础上，从多方面改变人们的生活，这种改变可以是直接的。也可以是间接的。

　　构建物联网宏伟蓝图的前提条件是构建高效率、低功耗的连接网络。以智能节能汽车为例，如果在一辆汽车上安装传感器，利用高效率、低功耗的连接网络实现数据传输，并最终以分析软件给出最佳节能方案，那么，这样的简单案例就可能创造出巨大的经济效益，使整个汽车产业掀起一场节约能源的变革。根据低功耗广域网络的相关标准，网络的供应电源将拥有更长的使用寿命，网络的覆盖范围将会更加宽广，覆盖层次将更有深度，模块的生产成本将更加低廉，所创造的效益将更加庞大，提供的服务也将更加友好和实用。