在短距离高速传输的无线协议中，Wi-Fi和经典蓝牙是市场的主流；在短距离低速传输的无线协议中，低功耗蓝牙（BLE）、ZigBee以及近年兴起的Matter技术是各种应用汇聚的领域。长距离方面，蜂窝网络运营商、近几年火热的“星链”系统，正在为城市、城域以及偏远地区提供低成本、高速的网络通信能力，物联网的普及，让无线通信市场对长距离低速通信需求迅速增加。
注：Matter技术细节详见本刊2023年4月《Matter 協定：不只解決碎片化，資安準則更吸睛！》及20228月《Matter 為智慧家居帶來改變：從一桶“漿糊”到一統江湖》
LPWAN (Low Power Wide Area Network)低功耗广域网络就是在这样的场景产生。LPWAN无线通信的特点就是以较低成本，在极低功耗下，长距离传输数据，特别适用于偏远地区的物联网设备通信。
LPWAN重要技术
在 LPWAN 网络中，物联网设备可以随意部署或移动，因此 LPWAN 可以满足智能城市及城郊地区诸多应用需求，如智能化计量，物流，野生动物监控、环境监测等。LPWAN 应用场景包括智能交通、制造业、农业、采矿等。 由于 LPWAN通常能在更低的信噪比下工作，因此能够适应复杂环境的联网需求。
LoRa和NB-IoT是目前最为主流的LPWAN 通信技术，前者采用了额扩频通信技术（Spread Spectrum）而后者使用了窄带技术（Narrowband），在LPWAN市场上还有超窄带技术(Ultra Narrowband : 如Sigfox)等其他技术，但远没有LoRa和NB-IoT市占率高。
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主要特点 |
LoRa |
NB-IoT |
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通信技术 |
chirp spread spectrum |
Narrowband |
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频谱资源 |
ISM频段 150MHz到1GHz |
授权频段 |
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传输速率 |
0.3-50kbps |
<100kbps |
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传输距离 |
1~15km |
1-10km |
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电池工作时间 |
10年 |
10年 |
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组网方式 |
自组网 |
运营商现有网络 |
表:LoRa与NB-IoT主要技术特点比较 编辑部整理
按照工作频段土工，LPWAN可分为授权频段（License Band）和非授权频段（Unlicense Band）两类，LoRA、Sigfox等技术采用了非授权频段，即ITU所说的ISM频段（Industrial Scientific Medical Band），这一频段为各国开放给科研、工业、医学等机构使用的频段，无需申请许可免费使用，但发射功率通常不能超过1W，避免干扰其他设备。在短距离高速数据传输应用中的WiFi和Bluetooth同样都是工作在这一频段的无线通信技术，其中WiFi的发射功率一般都会限制在0.1W以下，Bluetooth普遍更低，除了传输300米这样的需求（仍然没超过0.1w）。
而授权频段为3GPP（3rd Generation Partnership Project）主导的NB-IoT（Narrow Band IoT），已经纳入5G通信标准，基于4G LTE技术，使用现有蜂窝网络的基础硬件，无需过多的研发成本就可以使用，主要投入方为电信营运商及相关设备厂商。因此也就有了NB-IoT是移动运营商的亲儿子的说法，也正是这个原因，这两者的市场道路完全不同，目前谁也无法彻底取代谁，在市场层面更多地是互补关系。
LoRa （Long Range Communication），由 Semtech 公司主导的一种LPWAN通信技术，是一种基于线性调制扩频技术（CSS: chirp spread spectrum)的一种扩频调制技术。LoRa通信可达到-148 dBm的接收灵敏度，以偏小的数据速率（0.3-50kbps）换取更高的通讯距离（市内3km，郊区15km）和低功耗（电池供电在特定条件下可以工作长达10年）。
注：LoRa的原型技术来自一家法国公司Cycleo，2012年被Semtech收购，2013年Semtech发布第一款基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术的芯片。
圖:LoRa网络架构 图片来源：https://lora-alliance.org/
2015年，Semtech牵头成立LoRa Alliance，IBM、Cisco、ST Microelectronics、Microchip以及一批电芯运营商都是这个联盟的成员。如今LoRa Alliance联盟成员已经超过500家，并与100多家运营商展开合作，全球部署的LoRa节点也早已超过一亿个。
而NB-IoT则是以蜂窝网络运营商为靠山发展起来的LPWAN通信技术，与LoRa相比在网络容量，系统可靠性方面要有明显优势，毕竟移动基站的通信能力不是LoRa这种大量使用自组网模式能够比拟的。但是LoRa的优势在于，组网的灵活性和数据的私密性，毕竟不是哪个企业都愿意把数据放在运营商的网络上的，这与公有云和私有云的概念有些类似。虽然NB-IoT起步比LoRa要晚，但是背靠大树好乘凉，有了运营商层面的支持NB-IoT的发展速度一点也不慢。
快速成长的LPWAN市场
市场研究公司Omdia最新研究表明，低功耗广域（LPWAN）LoRaWAN和NB-IoT技术已经占据全球市场的85%。未来5年，LPWAN物联网网络连接的数量将以23%的年复合增长率快速增长，LoRaWAN和NB-IoT技术是最主要的推动力。届时，二者将占据所有LPWAN物联网连接的87%。
相较于各自的传统竞争对手LTE-M和Sigfox，NB-IoT和LoRa的发展更加迅速。
出于自身发展以及5G的国家策略，中国正全力支持NB-IoT技术。高通、联发科、华为等移动通信芯片、设备公司都为NB-IoT开发产品。
截至2022年年底，全球90%以上的NB-IoT连接位于中国，并且部署在公用事业表计和智能城市、智慧交通、监控等固定用例中。基于庞大的设备基数，三表（水表、电表、燃气表）是数据传输是其中一个重要要市场。
鉴于NB-IoT在中国的迅速发展，欧洲国家的电信运营商也开始重新关注这项技术，西班牙电信和德国电信公司正投资于借助卫星通信的NB-IoT技术，用来覆盖移动基站无法覆盖的区域。
在物联网高速发展的今天，经过上下游多年的积累，LoRaWan正在成为事实上的LPWAN网络的协议。Omdia认为：LoRaWAN未来是否获得成功，取决于它具有差异化的产品和NB-IoT 所缺失的价值。
LoRa对于部署物联网应用的公司来说具有高度的灵活性和数据私密性，这种特性使LoRaWAN成为小型开发者、创客社区和OTT物联网网络最受欢迎的技术之一。
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