低功耗廣域網(LPWAN)是發展最快的物聯網通信技術，也是全球物聯網連接的主要驅動因素。隨著各種低功耗廣域網解決方案和供應商的出現，為物聯網項目選擇合適的技術方案并非易事。為了幫助您選擇正確的解決方案，我們正在制作一個由兩部分組成的幫助文章系列。在第一篇文章中，我們將討論根據您用例和需求選擇最佳低功耗廣域網技術的十大標準。

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1. 可靠性

工業級可靠性的重要性怎么強調都不過分，尤其是在關鍵任務應用中。高接收速率和最小的數據包丟失消除了重新發送消息的需要，即使在不利的條件下也是如此。這可確保重要數據快速到達，同時提高了能耗效率。

對于在日益擁擠、無許可證頻譜中運行的低功耗廣域網技術來說，抗干擾能力是確保高可靠性的先決條件。低功耗廣域網的技術設計確定了在流量較高時避免干擾或數據包沖突的能力，從而提高了整體接收率。

2. 安全性

消息機密性、身份驗證和完整性是網絡安全的核心要素。多層端到端加密應該嵌入到網絡中，以保護消息機密性，防止竊聽和潛在的泄露。

高級加密標準(AES)是一種輕量級、功能強大的加密算法，用于物聯網網絡中的數據加密。通常，可使用128位AES為通過空中接口(從終端節點到基站)的數據通信建立網絡級安全性。同時，用于回程連接的傳輸層安全(TLS)協議提供了一個補充安全層，以保護基于IP的數據向云傳輸。

最安全的低功耗廣域網技術還包括嚴格的消息認證機制，以確認消息的真實性和完整性。這可以確保只有有效的設備才能通過您的網絡進行通信，并且在傳輸過程中消息不會被篡改或更改。

3. 網絡容量

龐大的網絡容量使您能夠在不影響服務質量的情況下根據數據采集點不斷增長的需求進行擴展。此外，由于低功耗廣域網技術的無線覆蓋范圍幾乎相同，因此網絡容量成為基礎設施覆蓋范圍的重要指標。單個基站支持的終端設備和日常消息越多，您需要的基礎設施就越少。

有效利用有限的無線電頻譜或頻譜效率對于實現較大的網絡容量很重要。在這種情況下，具有最小帶寬使用量的超窄帶方法提供了非常高的頻譜效率，允許更多的消息適合于分配的頻帶而不會彼此重疊。(來源物聯之家網)同時，采用異步通信的低功耗廣域網系統需要一種緩解方案，以防止隨著消息數量和傳輸頻率的增加而發生數據包沖突(即自干擾)。

4. 電池壽命

電池壽命對您的總擁有成本和公司的可持續發展目標有重大影響。雖然低功耗廣域網技術共享減少功耗的通用方法，但不同系統的電池壽命差異很大。這是由于空中無線電時間(或消息的實際傳輸時間)存在顯著差異，鑒于傳輸是最耗電的活動，這一點尤其重要。在基于蜂窩的低功耗廣域網中，具有高開銷和握手要求的同步通信也會很快耗盡電池電量。

5. 移動支持

沿傳播路徑移動的設備、移動基站或移動障礙物都是導致分組錯誤的多普勒頻移和深度衰落的源頭。缺乏抗多普勒效應能力的低功耗廣域網技術只能支持來自靜止或緩慢移動的終端設備的數據通信。這限制了它們在特定物聯網用例(如物聯網車隊管理)中的適用性。類似地，這些網絡可能無法連接在快速變化環境中運行的節點，例如安裝在高速公路旁的設備，并且當車輛的行駛速度超過100公里/小時。

6. 公共網絡與專有網絡

在選擇低功耗廣域網解決方案時，您還需要考慮哪種更適合您的需求——公共網絡還是專有網絡。網絡運營商運營的公共低功耗廣域網的最大優勢是節省基礎設施成本。然而，公共低功耗廣域網意味著您將依賴于提供商的網絡覆蓋范圍，而這往往離全球覆蓋還很遠。公共低功耗廣域網在許多區域都留下了覆蓋范圍的盲區，并且在網絡邊緣運行的節點經常遭受連接不可靠的困擾。(來源物聯之家)另一方面，專用網絡允許最終用戶根據自己的需求在網絡設計和覆蓋范圍上靈活地進行快速部署。公共網絡的另一個主要缺點是集中式后端和云服務器上的數據隱私問題。

7. 專有與標準

通過支持多個硬件供應商，并采用軟件定義方法的行業標準低功耗廣域網技術有助于避免供應商鎖定問題，同時促進長期互操作性。因此，采用者可以靈活地適應未來的技術趨勢和不斷變化的公司需求。通過嚴格的評估流程，由標準開發組織標準化和認可的解決方案還提供了有保證的可信度和服務質量。

8. 工作頻率

工作頻率是選擇低功耗廣域網技術時要考慮的另一個因素，因為它會大大影響網絡性能。由于許可頻段的高成本壁壘，大多數低功耗廣域網供應商利用無許可的工業、科學和醫療(ISM)頻段來加快技術開發和部署。

盡管當今有許多ISM頻段可用，但2.4GHz頻段和亞GHz頻段之間存在一些主要差異。通常，工作在2.4 GHz的低功耗廣域網提供更高的數據吞吐量，但代價是距離和電池壽命更短。最重要的是，2.4 GHz無線電波對建筑物的穿透力較弱，并受到更高的同頻干擾。

9. 數據速率

每個物聯網應用都有不同的數據速率要求，應根據正在考慮的低功耗廣域網解決方案進行衡量。值得注意的是，大多數物聯網遠程監控應用具有相當高的延遲容限，只需要定期傳輸數據即可。由于更快的數據速率往往伴隨著范圍和功耗的權衡，因此選擇最能平衡這些標準的解決方案將有利于投資回報。

10. 負載大小可變

有效負載或用戶數據大小應該由實際的物聯網應用需求驅動，而不是由某項技術固定。負載大小可變的低功耗廣域網解決方案允許用戶將新的用例無縫集成到他們現有的網絡基礎架構中，而不管負載需求如何。

歸根結底，低功耗廣域網解決方案背后的技術和技術設計決定了它在上述標準中的性能。在本系列的第二篇文章中，我們將深入探討四個主要的低功耗廣域網技術組，以及它們如何提供這些參數。敬請期待!