建立有效的网络覆盖以便大规模部署物联网应用

 作者：Ken Lynch，营销副总裁，Senet

通过使用低成本传感器进行测量，企业、城市和国家正在开始改变创造价值的方式。实现大规模传感器部署的方法初具雏形。

当前，基于传感器的物联网 (IoT) 应用在商用和消费者市场上呈现迅猛发展的态势，它们被用于简化运营、提高生产力、支持新服务的创建。它们还能够节省资源，促进可持续发展，从而推动全球经济增长和应对气候变化，让企业和公民能够创造更美好的世界。

据分析师预测，截至 2025 年，将有 250 亿部采用传感器的互联设备，总市场价值达到 1 万亿美元1，在我们所处的年代，物联网将能带来比其他任何技术发展更多的创新和变革。

物联网市场的转折点

多年以来，蜂窝网络、Wi-Fi 和蓝牙被视为支持物联网部署的最可行技术，但蜂窝网络元器件和连接计划的成本非常高，而且局部连接解决方案的范围有限，需要进行手动配置，这些因素都制约了物联网应用的大规模采用。

此外，蜂窝网络连接的强制刷新也为早期采用者带来了挑战。根据近期调查，2G 和 3G 的淘汰将会影响到 50% 以上现有的基于蜂窝网络的物联网设备2。移动网络运营商开始采用 NB-IoT 和 LTE-M 等低功耗技术来解决这个问题，但这些技术的采用一直低迷不振，截至 2019 年，在美国仅仅部署了不足两百万部设备3。

5G 一直被追捧为物联网大规模部署的下一个最佳连接选项，运营商和系统集成商都渴望展示相应的用例，在新的产品中提供 5G 特色服务。但是，企业的 5G 采用量非常小。据 ABI Research 估计，目前全球仅有 290 个公开披露的私有 5G 网络部署4。即便有数倍的数字有待披露，但也只占物联网市场的很小份额。

虽然蜂窝网络和 Wi-Fi 可能已经达到了早期的专有或单一用途机器对机器 (M2) 应用的目标，但它们无法充分满足当今的大规模和可重复物联网解决方案的需求。

要想取得成功，当今的物联网部署必须兼具以下几种优势：低成本、长距离的网络连接；传感器电池续航时间长；企业级安全性；具备 SLA 保障的运营商级网络服务。一种比蜂窝网络技术新得多，并且专为物联网而开发的技术可以满足这些需求。

面向大规模物联网的低功耗、长距离 LoRaWAN® 网络

在未来几年时间内，预期将有数十亿部采用传感器的物联网设备加入连接，估计其中超过一半的设备将会使用支持长距离、低比特率通信的低功耗广域网 (LPWAN) 工作。LPWAN 面向的是每小时只需发送和接收若干次少量数据甚至每天只需收发一次数据的传感器和应用，改变了我们的监控和测量方式。 LPWAN 技术正在推动新一波的物联网创新浪潮，这种创新须以业务模式和创造收入流作为支撑，否则便不可能实现。

LoRa 联盟是一家非盈利性协会，由超过 500 家成员公司组成，致力于通过制定和推广 LoRaWAN 开放标准，来实现低功耗广域网 (LPWAN) 的大规模部署。（图片来源：Senet）

在所有 LPWAN 技术中，LoRaWAN®（由非盈利性 LoRa 联盟支持的开放 LPWAN 规格）已逐渐成为适合广泛的户外和建筑内部应用的领先技术。LoRaWAN 的优点体现在开放的生态系统、低功耗、长距离、强大的安全规格，以及可扩展的容量。LoRaWAN 提供了使用其他技术无法实现的价值，包括：

· 大幅降低成本，包括资本支出和运营支出
· 能够部署基于传感器的解决方案，使用寿命超过 10 年
· 由少量网关提供长距离的密集无线网络覆盖
· 强大的传播特性，能够渗透墙壁，在难以到达的位置提供信号覆盖
· 灵活的连接选项，包括公共网络、私有网络和混合网络部署
· 由设备和应用合作伙伴组成的庞大的全球生态系统

此外，LoRaWAN 协议在安全性、可靠性、可扩展性方面都具备至关重要的优势。作为基本的架构要素，该协议具有端到端的安全性。使用 AES-128 加密，在终端节点和应用服务器之间进行安全的网络通信。这种“类似 VPN”的终端节点服务可确保敏感应用数据的完整性和安全性。

率先实现的 LoRaWAN 用例

LoRaWAN 不仅降低了构建网络的经济成本，而且 LoRaWAN 网络的运营和维护效率也经过高度优化，支持的用例比其他连接技术更多。

这些商业物联网用例可以通过私有网络访问、公共网络访问（提供室内和室外覆盖）实现，或者通过由 Senet 等网络运营商提供的独特的混合部署模式组合来实现。

最早成功实现大规模应用的 LoRaWAN 用例之一是用水计量。由于用水计量和基础设施监控应用具有相应较低的数据有效载荷，而且很少要求低延迟，因此 LoRaWAN 解决方案在自来水市场产生了颠覆性的影响，很快取代了传统系统，在 15 至 20 年期限内完成部署。天然气市场紧随其后，由几家有意改进计量和泄漏检测并提供增强服务的公用事业服务提供商针对 LoRaWAN 开展大规模现场试验。

在企业、城市和国家部署密集的 LoRaWAN 网络以支持能源和公用事业计量和基础设施监控后，他们同样能够利用同一网络来部署和扩展物联网计划。除了计量和监控之外，LoRaWAN 现在还适用于其他众多应用，包括但不限于：

· 环境和建筑监控
· 资产跟踪
· 废品管理
· 智能停车
· 街道照明
· 病虫害防治
· 公共安全

从功能有限的 M2M 服务到专为大规模扩展的物联网解决方案设计和部署的 LoRaWAN 网络，这一演进轨迹为通信基础设施提供商、企业组织、工业解决方案提供商和市政机构创造了新的机会。那些认识到 LoRaWAN 技术巨大潜力的组织已经在创造卓越成效方面占据了先机。