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「技术」物联网解决方案常用的几种技术( 二 )


◇ 智慧农业–牲畜追踪管理 ， 土壤检测 ， 智能灌溉等
◇ 环境/公用–灾害检测 ， 烟感 ， 空气污染 ， 设备状态 ， 老人看护等
◇ 智能家庭–智能家电 ， 家庭安全系统 ， 状态检测上报等
典型LPWA技术
按照对无线频谱的使用性质分类 ， LPWA可以分为许可频段和公共频段两类技术 。
? 公共频段典型的有Sigfox和LoRa ， 使用公共的ISM频段 ， 无须支付频谱费用 ， 但仍有政府对频谱的使用进行规范 ， 确保不同技术可以相互兼容 ， 类似BLE和Wifi等 。
? 许可频段即为Cellular-IoT（简称C-IoT）技术 ， 使用政府授权的特定专用无线频段 ， 需要支付频谱费用 ， 传统电信运营商为主体部署和运营网络 ， 技术规范基于蜂窝网络技术 ， 并由3GPP来主导分布 。
Sigfox
Sigfox技术由同名的法国Sigfox公司设计研发 ， 成立于2010年 ， 是最早的老牌LPWA玩家 ， 其技术成熟度最高 ， 截至2019年已经在全球60多个国家实现商业化运营 。Sigfox在公共频段使用100Hz超窄带频谱调制和传输数据消息 ， 所以在单位频带有更高的功率密度 ， 抗干扰能力更强 ， 适合于使用公共频段进行数据传输 。
Sigfox公司提供完整的网络解决方案 ， 包括基站和云端 ， 寻求和依赖当地的合作伙伴在全球开展网络部署及运营 ， Sigfox提供网络设备及技术支持服务 。终端设备是开放的生态系统 ， 任何支持Sigfox协议的射频模块或者芯片都可以连接Sigfox的网络 ， 对于终端设备厂商来说可以有更大的选择空间 ， 和更优惠的价格选项 。依托于强大的全球生态系统 ， Sigfox用户可以得到端到端（终端到云端）的整体解决方案 ， 使其产品能够快速连接到Sigfox网络 ， 并推向市场 。
因为Sigfox网络由Sigfox公司为主导进行全球部署 ， 这样能最大程度保证网络服务质量的统一性和稳定性 ， 即全球一张网 ， 用户设备即可以享受到跨国的便利性 ， 不需要漫游服务 ， 又能连接到同等品质的网络 ， 这对于物流或者跨境运行等应用来说尤其有吸引力 。
LoRa
LoRa是美国Semtech公司的专有技术 ， 实际是一种采用扩频方案的无线调制解调技术 。Semtech在2012年通过并购法国Cycleo公司获得LoRa的IP产权 ， 以此设计制造射频芯片并进行市场销售 ， 是一家纯半导体公司 ， 垄断LoRa芯片的供货 。目前Semtech虽然也进行少量LoRa的IP授权 ， 如国内的阿里 ， 但IP是Semtech专有 ， 没有授权任何公司无法设计制造LoRa芯片 ， 所以客户的选择余地很小 。
LoRa使用的也是公共频段进行射频信号传输 ， 上层协议及规范由LoRaWan定义 ， LoRa联盟负责发布和维护 。任何人可以购买LoRa芯片或者模块来设计LoRa终端和网关设备 ， 也可以设计或者购买设备来搭建LoRa网络 ， 所以目前多数的LoRa网络都是小区域和私有的 ， 很少有全国性的通用物联网络 ， 而设备和网络间的兼容也是一个很大的挑战 。
LoRa通过扩频技术实现高灵敏度 ， 从而能够进行远距离传输 ， 但是网络容量有限 ， 无法高效实现大批量设备信息的并行接收和处理 ， 这对于大面积或全国性的部署是个巨大挑战 。
Cellular-IoT
目前主流的Cellular-IoT（C-IoT）技术是指NB-IoT和LTE-M ， 他们都基于传统的蜂窝网络技术 ， 进行裁剪和优化以适用于物联网的低成本低功耗应用 。技术规范由3GPP来定义和分布 ， 基于专有的许可频谱 ， 由传统电信运营商进行网络部署和运营 。
因为C-IoT基于传统蜂窝网络技术 ， 所以相比与Sigfox等全新的LPWA定制技术来说 ， 技术复杂度和相应成本功耗等都会更高 ， 类似于3G/4G等 ， C-IoT终端设备也需要和基站进行连接和附着 ， 协议握手和网络参数配置 ， 而Sigfox终端设备和基站没有任何依赖关系 ， 自主性更高 ， 功耗可控 。另外因为对基站的附着 ， NB-IoT实际上只适用于设备位置固定的应用场景 。


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