低功耗物联网连接：蜂窝与LoRaWAN

物联网不仅仅是一种技术。它包括几个不同的解决方案和部分，涉及许多领域，从网络到最终用户硬件和设计到数据科学。每项技术都必须不断发展，才能让您的任务关键型物联网系统成为可能，而技术的发展也是为了应对挑战。

“物联网不仅仅是一种技术。它包括几个不同的解决方案和部分，涉及许多领域，从网络到最终用户硬件和设计到数据科学。”

在物联网的早期，能效就是这样一个挑战。连接网络需要电力。一些网络技术消耗了设备的大量电力。但是，由于需要大量电力，我们许多最有价值的物联网用例很难交付。

例如，无论资产去哪里，资产跟踪设备都必须工作。微移动产品每天都要走很远的距离。即使是固定的物联网设备也很难触及。想象一下水下养鱼传感器或者分布在广阔区域的智能煤气表。

这些设备无法接入有线电网，因此它们必须依靠电池供电。频繁充电或更换电池会很快毁掉商业案例；简直太费力太贵了。对于这些用例，设备在连接到网络或共享数据时必须消耗非常有限的功率。

网络工程师用低功率广域网(LPWANs)解决了这个问题。这些连接解决方案旨在尽可能降低设备功耗。但是LPWAN技术并没有那么简单。对于今天的物联网用户来说，两种类型的LPWA网络是最常见的:LoRaWAN和蜂窝LPWAN。如果您计划部署电池供电的物联网设备，您应该选择这些网络技术中的哪一种？

为了找到答案，让我们仔细看看每一个。下面是蜂窝LPWAN和LoRaWAN连接的快速比较，包括各自的优势、劣势和核心用例。

LoRaWAN 的优点和缺点

LoRaWAN 是一种无线电通信协议，支持在未经许可的无线频谱上共享数据。 这意味着什么？ AT&T 和 Verizon 等移动网络运营商许可支持无线电传输的部分电磁频谱。 他们为这些乐队的独家使用权付费。 反过来，它们必须满足监管机构和贸易团体设定的某些性能要求。

虽然非营利性 LoRa 联盟支持 LoRaWAN 协议，但该技术比蜂窝 LPWAN 的集中度要低得多。 这提供了自力更生，以换取一定程度的可靠性。

以下是 LoRaWAN 连接的一些好处：

  •   LoRaWAN 使用未经许可的频谱历来降低了成本。
  • LoRaWAN 的去中心化特性允许大量定制，假设您知道如何从头开始构建无线网络。
  • LoRaWAN 在智能建筑和电表等固定物联网用例中拥有悠久的成功历史。

但与蜂窝 LPWAN 技术相比，LoRaWAN 也存在一些限制：

  •  未经许可的无线电频段是一种特别有限的资源。 与许可的蜂窝选项相比，这导致 LoRaWAN 连接的数据共享率较低。
  •  由于没有移动性或可靠的全球提供商支持，因此通过 LoRaWAN 连接支持移动物联网设备非常困难。
  •  与蜂窝网络相比，LoRaWAN 的最大缺点可能是缺乏单一服务提供商。 借助 LoRaWAN，您可以构建自己的网络，也可以信任第三方开发人员为您构建网络。

那么为什么 LoRaWAN 如此受欢迎呢？ 从历史上看，使用该协议的芯片组比蜂窝芯片组更便宜。 该操作也更便宜，因为您无需向移动网络运营商支付带宽费用。 然而，正如我们将要讨论的，LTE 添加了 NB-IOT 和 LTE-M，新型连接即服务提供商正在缩小 LoRaWAN 与这些低功耗蜂窝网络之间的成本差距。

蜂窝 LPWAN 的优点和缺点

低功耗蜂窝网络使用两种主要的移动通信协议：NB-IoT 和/或 LTE-M。 这些协议受到主要移动网络运营商的支持，这些运营商以比典型消费者数据计划低得多的速率提供这些机器对机器 (IoT) 连接解决方案。 它们还由全球领先的电信标准合作伙伴 3GPP 进行标准化。

根据您在世界上部署 IoT 设备的位置，您可能会通过 NB-IoT 或 LTE-M 找到更好的覆盖范围。 但是，您不必只选择一个。 物联网芯片设计人员越来越多地提供同时支持这两种协议的调制解调器。

无论您使用 NB-IoT、LTE-M 还是同时使用两者，与 LoRaWAN 连接相比，这些蜂窝物联网网络都具有一些优势：

  •  这些网络已经建立、维护、验证和监管。 这使得蜂窝网络比整个 LoRaWAN 部署更加可靠。
  •  蜂窝 LPWA 网络提供比 LoRaWAN 更高的数据速率，提供无线软件更新等强大功能。
  •  功耗与 LoRaWAN 类似，并且由于 eDRX 和 PSM 等低功耗模式而更加高效。

由于覆盖全球，蜂窝 LPWAN 技术支持移动物联网。 它是供应链物联网、微移动、可穿戴设备和许多消费物联网产品（仅举几例）的首选。

传统上，蜂窝 LPWAN 连接的主要缺点是价格。 蜂窝调制解调器的成本高于其 LoRaWAN 替代方案，当然，您必须向移动网络运营商支付连接费用。 或者你呢？

由于物联网技术的另一项发展：连接即服务提供商的崛起，蜂窝物联网连接的成本不再是问题。

蜂窝物联网连接即服务提供商

如果您想要蜂窝 LPWAN 的移动连接，而又不想支付更高的价格，只需找到合适的连接即服务合作伙伴即可。 这些云运营商使物联网设备的部署变得简单且经济实惠，从单个智能建筑到全球产品发布。

他们与许多移动网络运营商保持合作伙伴关系，让您免去处理多个合同的麻烦。 他们提供多身份 SIM 卡，可以从一个网络无缝跳转到下一个网络，从而提供备份冗余并避免漫游费用。 它们使您可以通过单一管理平台云平台控制您的物联网系统。

他们做这一切的成本比你想象的要低得多。 如今，您每年可以低至 1 美元购买蜂窝物联网连接。

您几乎可以零费力地将设备与多年的连接捆绑在一起：只需部署并开始获得好处。 简单性和低成本几乎适合任何用例。 在新的连接市场中，在蜂窝 LPWAN 和 LoRaWAN 之间进行选择要容易得多，因为价格差异要小得多。