低功耗广域网（LPWA）是一类无线网络，可用于那些无法使用蜂窝网络的物联网应用场景，或者物联网应用具有某些更适合LPWA网络的特定要求。LPWA网络的应用和连接量预计将持续增长！
蜂窝物联网网络是众多物联网（IoT）应用场景的理想选择，但有时也需要采用非蜂窝技术，或者非蜂窝技术更具优势。凭借超过20年的行业经验和全球2000多万个连接，KORE通过经过验证且可靠的解决方案，助力Stedin和eDevice等企业扩展低功耗广域网（LPWA）和蜂窝物联网业务。 KORE 一直处于 LPWA 和蜂窝物联网连接领域的最前沿，凭借尖端技术和全面的全球覆盖，为各行业的创新者提供支持。
LPWA 网络的优势
LPWA 无线网络利用低功耗、长距离的无线调制解调器与物联网设备进行通信，这些设备所在的区域要么无法使用现有的蜂窝网络服务，要么蜂窝网络覆盖不佳，例如：
- 农村地区
- 某些建筑物
- 在环境因素或政府政策不允许使用蜂窝网络的情况下
- 信号覆盖不佳的偏远地区
- 难以进入的地区，导致难以安装移动通信基站
LPWA 网络对于需要低功耗电池的应用（例如智能家居设备和可穿戴设备）也非常有用。
此外，当其他连接方式成本过高或不切实际时，也可以使用这些网络。例如，如果您希望进行长距离数据传输，同时又不想承担4G（LTE ）或Wi-Fi热点（其带宽有限）等传统网络带来的高昂成本，那么这些网络可能是更理想的选择。
许多低功耗广域网（LPWA）使用免许可频段，因此不像蜂窝运营商那样需要向美国联邦通信委员会（FCC）申请许可证——这意味着无需购买昂贵的频谱许可证，也无需建设覆盖整个城市的、由信号塔和基站组成的复杂网络基础设施。
不同的低功耗广域网（LPWAN）具有不同的覆盖范围和数据传输速率，更适合不同类型的智能设备。每种低功耗广域网（LPWAN ）的覆盖范围和数据传输速率各不相同。例如，LoRaWAN 的覆盖范围比Sigfox更广，但最大传输速率仅为每秒880比特（bps）。
LPWA 网络的各种应用
LPWA 网络可用于将低功耗设备（例如智能摄像头）、传感器和计量表相互连接，并将其连接到互联网。由于其传输距离远，因此能够连接分布在广阔区域内的设备，即使存在大型建筑物等障碍物，或者设备位于地下时，也能实现连接。
LPWA 技术的主要优势之一是，与其他类型的网络（如蜂窝网络或 Wi-Fi）相比，其功耗极低。这使其非常适合应用于物联网场景，因为在这些场景中，电池续航时间是设备设计和运行的重要考量因素。
这些网络被应用于能源、医疗保健和农业等众多不同行业。 低功耗广域网凭借其低功耗和长距离传输的优势，相较于传统无线网络更具优势。在能源领域，荷兰电网运营商Stedin已部署了超过170万台智能电表，这些电表采用了LTE-M以及KORE的eSIM 技术。这一大规模部署不仅支持设备长生命周期和远程管理，还能通过检测故障和减少电力欺诈来提高电网可靠性——同时确保连接能力能够适应未来网络淘汰的挑战。
LPWA网络的各种类型
首个LPWA网络于2012年由Sigfox部署，此后该领域取得了长足的发展。
Sigfox是首个部署的LPWA网络，此后该领域取得了长足发展。继Sigfox之后，由LoRa 联盟运营的LoRaWAN 网络相继出现。 LoRA 代表“低功耗长距离”（Low Power and Long Range），工作于免许可频段。客户可以部署自己的LoRaWAN 网络，也可以利用公共的LoRaWAN 网络。LoRa 是最受欢迎的 LPWA 技术之一，通过LoRaWAN 协议实现。虽然 LPWA 指的是低功耗广域网这一更广泛的类别，但LoRaWAN 是一个特定的标准，它使用LoRa 调制来提供长距离、低功耗的通信。
下一代LPWA技术包括LTE-M（即Cat M1）和NB-IoT ，其传输速率最高可达500 kbit/s。这些网络运行在授权频谱内，由移动运营商提供。
NB-IoT 是一种4G标准，继2016年推出的LTE Cat M1之后问世。这两项标准均专为低功耗广域网设计。
此外，还针对更专业的应用场景或特定地区开发了其他LPWA技术。其中包括：
- MIoTy，专为大规模工业部署而设计
- Weightless，一项支持低功耗、长距离通信的开放标准
- Wi-SUN，常用于智能公用事业和公共基础设施
- Wize 基于无线 M-Bus 技术，广泛应用于水表和燃气表领域
- DASH7，用于物流和供应链追踪
- RPMA，可在人口稠密的城市地区提供广泛的覆盖范围
- ELTRES，由索尼开发，用于高速长距离通信
- Wi-Fi HaLow（802.11ah），一种覆盖范围更广的低功耗版Wi-Fi
虽然这些方案的部署范围不如LoRaWAN 、Sigfox、NB-IoT 或LTE-M那么广泛，但它们能根据具体环境或应用场景满足特定需求。
基于蜂窝网络与非蜂窝网络的LPWA
蜂窝LPWA网络
工作原理：蜂窝LPWA网络（如NB-IoT （窄带物联网）和LTE-M（LTE Cat-M1））利用现有的蜂窝基础设施，也就是说，它们使用移动网络基站、基站塔以及为移动网络开发的协议。
应用场景：由于由运营商控制，这类网络提供了设备管理、计费和支持等强大的功能，因此非常适合车队管理、智能计量和 资产追踪等关键业务应用。蜂窝LPWA网络还支持全球漫游，因此适用于国际部署。
覆盖范围：得益于移动运营商的全球网络覆盖，这些网络提供了广泛的覆盖范围，尤其是在城市地区。它们基于蜂窝通信标准构建，能够与现有的移动基础设施集成，从而确保了高水平的安全性、可扩展性和可靠性。
优势：蜂窝LPWA网络的主要优势包括：在城市和农村地区均具有广泛的覆盖范围，且由于基础设施由运营商控制，因此安全性较高。
缺点：与非蜂窝网络相比，其成本可能较高，因为需要订阅移动运营商的服务，包括SIM卡及相关费用。此外，与非蜂窝LPWA网络相比，此类网络的功耗往往略高，但仍远低于传统蜂窝网络。另外，由于蜂窝网络依赖于移动运营商，因此在某些信号覆盖稀疏或完全没有覆盖的偏远地区，可能会受到限制。
说明：LPWA 与LTE
这两者并非对立的网络类型，而是LPWA网络技术可应用于LTE 网络。传统的LTE 网络为手机提供高速数据和语音服务。LTE-M和NB-IoT是专为低功耗、低带宽物联网设备设计的LPWA技术，同时也支持高吞吐量应用，例如大容量数据传输。它们具有更长的电池续航时间和更广的覆盖范围，但数据传输速度较低。点击此处了解LTE-M与NB-IoT 之间的区别。
例如，医疗保健服务提供商 eDevice 与 KORE 合作，利用LTE-M 提供远程患者监测解决方案。该部署需要安全、可靠的连接以满足严格的美国医疗保健标准，并展示了蜂窝 LPWA 如何支持高度合规、任务关键型应用。
非蜂窝式低功耗广域网（LPWA）
工作原理：非蜂窝LPWA网络（如LoRaWAN 、Sigfox和 Weightless）独立于蜂窝基础设施运行，通常使用免许可频谱或私有网络部署。
应用场景：需要长距离、低功耗连接的物联网应用，例如智慧城市基础设施、工业自动化或资产追踪。这些应用特别能够实现低功耗通信，并在基站或接入点之间进行短距离中继，且无需运营商服务。利用免许可频谱，可以实现更灵活、更具成本效益的部署，特别是在私有网络中。
覆盖范围：非蜂窝式低功耗广域网（LPWA）的覆盖范围可能因基础设施而异，仅限于特定区域；但在已部署的地区（如农村或偏远地区），这些网络只需极少的基础设施即可覆盖广阔的地理区域，从而降低了连接成本。此类网络常应用于智能农业、智慧城市及环境监测等领域，这些领域中， 低成本、长距离通信至关重要。
优点：非蜂窝式低功耗广域网（LPWA）的主要优势在于，由于使用了免许可频谱且不依赖移动运营商，因此成本较低。此外，这类网络还具有极高的能效，非常适合需要长时间运行的电池供电型物联网设备。
缺点：非蜂窝式低功耗广域网（LPWA）可能存在覆盖范围有限的问题，特别是在人口稀少或服务不足的地区，因为其网络基础设施不如蜂窝网络那么完善。此外，安全性也可能成为一个问题，因为非蜂窝网络通常缺乏运营商控制的蜂窝网络所具备的强大加密和安全功能。这些网络的全球覆盖范围也有限，可能需要针对不同地区进行多次部署才能实现更广泛的覆盖。
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更新于2025年9月12日。