對(duì)于消費(fèi)類的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，諸如Wi-Fi,、ZigBee和藍(lán)牙等無(wú)線網(wǎng)路技術(shù)已經(jīng)是非常理想的了,，但許多民用、工業(yè)和其他物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,，需要運(yùn)作于比這些技術(shù)能夠處理更大范圍的地理區(qū)域,；蜂巢式和衛(wèi)星機(jī)器對(duì)機(jī)器(M2M)通訊技術(shù)通?？梢杂脕?lái)填補(bǔ)這個(gè)空隙，但成本,、功耗和可擴(kuò)展性等因素,，使得這些選擇對(duì)未來(lái)缺乏足夠的吸引力。
因此許多低功耗廣域網(wǎng)路(LPWAN)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,，那些尋求滿足這些大范圍物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)人員可以對(duì)此多加考慮,。廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用途非常廣泛，諸如停車場(chǎng)資源,、交通流量控制,、公用設(shè)施監(jiān)視、配電控制,，以及環(huán)境監(jiān)視等民用基礎(chǔ)設(shè)施只是開始,，而諸如農(nóng)作物生長(zhǎng)情況監(jiān)視和牲畜遷移等農(nóng)業(yè)應(yīng)用也需要廣域網(wǎng)路覆蓋；從計(jì)程車到冷凍貨運(yùn)等資產(chǎn)監(jiān)視和追蹤,，則需要地區(qū)性,、全國(guó)性甚至全球性的網(wǎng)路覆蓋。鐵,、公路等交通基礎(chǔ)設(shè)施也需要廣域監(jiān)視,；即使是醫(yī)療保健等消費(fèi)性應(yīng)用，也能從替代蜂巢式電話的廣域網(wǎng)路連結(jié)中受益,。
低功耗廣域網(wǎng)路的必備條件
雖然低功耗廣域網(wǎng)路有各種不同的應(yīng)用,，但這些應(yīng)用對(duì)網(wǎng)路技術(shù)的需求有許多共通點(diǎn)，包括：
·低成本──大多數(shù)廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用預(yù)期每處安裝點(diǎn)都需要數(shù)百,、甚至數(shù)千的終終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備,；在一些案例中，比如覆蓋都市的停車場(chǎng)所/計(jì)費(fèi)監(jiān)視,，這個(gè)數(shù)量可能達(dá)到上百萬(wàn),。鑒于如此大的數(shù)量，在判斷應(yīng)用的投資報(bào)酬(ROI)時(shí),，單價(jià)是一個(gè)重要的考量因素,。
·低功耗──廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用很少有充裕的本地電源供應(yīng)，大多數(shù)應(yīng)用將依賴電池,，有些應(yīng)用甚至需要使用能量采集技術(shù),；對(duì)于使用電池的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，替換能量耗盡的電池不但是一個(gè)艱鉅的物流挑戰(zhàn),，代價(jià)也很高,。因此終終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備中的電池壽命越長(zhǎng)越好。
·擴(kuò)大的覆蓋范圍──連接到網(wǎng)際網(wǎng)路的所有無(wú)線網(wǎng)路,，都需要透過(guò)某種接取點(diǎn)(AP)才能工作,，例如閘道器,、集線器等等；因此一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)需要同時(shí)考量終終端節(jié)點(diǎn)的成本,，和支援該應(yīng)用所需的接取點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施成本,。網(wǎng)路的覆蓋范圍，或是說(shuō)從終終端節(jié)點(diǎn)到接取點(diǎn)的允許通訊距離,，對(duì)這種基礎(chǔ)設(shè)施的成本有很大的影響,；這個(gè)范圍確定了需要覆蓋的應(yīng)用工作區(qū)域接取點(diǎn)數(shù)量和位置，一般來(lái)說(shuō)范圍越大基礎(chǔ)設(shè)施成本越低,。
·可擴(kuò)展性──某段時(shí)間使用廣域無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)既定裝置可能工作得很好,，這個(gè)網(wǎng)路也有足夠的容量處理任何預(yù)期中的一單用戶；但隨著時(shí)間的推移,，很可能在相同的地理區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)許多不同裝置,，如果這些不同的裝置使用共同的接取點(diǎn)，例如蜂巢式通訊的共用基地臺(tái),，那么接取點(diǎn)可以支援的設(shè)備數(shù)量將成為一個(gè)限制因素,，得增加基礎(chǔ)設(shè)施才能克服。即使它們不共用接取點(diǎn),，只共用頻譜資源,，裝置的增加也會(huì)帶來(lái)雜訊水準(zhǔn)的提升進(jìn)而影響應(yīng)用的運(yùn)作范圍；在最差情況下,，可用的頻道容量可能被用光,，從而完全限制新的裝置投入正常運(yùn)作。
在比較成熟的無(wú)線網(wǎng)路技術(shù)中,，只有蜂巢式和衛(wèi)星通訊可以提供這些應(yīng)用所要求的,、擴(kuò)大的覆蓋范圍；像ZigBee這樣的網(wǎng)狀網(wǎng)路有可能覆蓋大范圍的區(qū)域,，但由于需要轉(zhuǎn)發(fā)流量,，因此可擴(kuò)展性非常有限。
遺憾的是,，蜂巢式和衛(wèi)星通訊技術(shù)在其他屬性方面有一些缺點(diǎn),；它們的無(wú)線電需求涉及更高的能耗和復(fù)雜的協(xié)議，因而會(huì)縮短電池壽命,，并增加成本到許多應(yīng)用無(wú)法忍受的地步。這部分源于它們的發(fā)展歷史：它們最初是設(shè)計(jì)用來(lái)處理語(yǔ)音流量的,，對(duì)于處理簡(jiǎn)訊適應(yīng)不良,。
雖然如此，部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和服務(wù)──通常被稱為M2M──確實(shí)充分利用了蜂巢式和衛(wèi)星通訊網(wǎng)路,，其中許多是以CDMA或“2G”蜂巢式技術(shù)為基礎(chǔ),；遺憾的是,，為了將頻譜資源釋放給更先進(jìn)的蜂巢式技術(shù)，服務(wù)提供者如今已經(jīng)開始淘汰這些網(wǎng)路,。不過(guò)蜂巢式產(chǎn)業(yè)也做了一些大的改進(jìn),，希望能以此改善M2M的境況；針對(duì)LTE最新規(guī)范(版本12)定義的Category 0通訊類別,，就是圍繞M2M需求設(shè)計(jì)的,。然而，功耗與成本仍是其中的主要考量因素,。
這種狀況為應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的廣域無(wú)線網(wǎng)路替代技術(shù)開啟了一扇門,，這些技術(shù)將專注于低功耗、低成本要求,；目前至少定義有6種不同的解決方案,，它們的網(wǎng)路布署有的正在逐漸增加、有的剛剛開始,，還有3種正在開發(fā)中,。雖然所有這些技術(shù)都試圖提供相同的關(guān)鍵核心屬性，但它們?cè)谠S多其他系統(tǒng)屬性方面均有所區(qū)別,，這些屬性影響著它們對(duì)不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的適用性,。