1 诞生
低功耗广域网络（Low PowerWide Area，LPWA）协议，作为一个新兴的、刚起步的技术和市场，是物联网的焦点和热点。万物互联的基础是利用通信传输技术把人与物、物与物相连接，如WIFI、Bluetooth、ZigBee等短距离无线通信技术和2G、3G、4G等移动蜂窝通信技术。
短距离通信技术一般用于智能家居、工业数据采集等局域网通信场景，其优势是部署成本低、功耗低、传输速率高，但劣势也很明显，即传输距离短（一般几十米以内）。随着联网设备增多、设备的类型及应用场景多样化，越来越多的设备需要广范围、远距离的连接，如设备远程控制、物流定位追踪等。而2G、3G、4G等蜂窝网络虽然覆盖距离广，但基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高等劣势，当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信。根据权威的分析报告，当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的6％，如此低的比重，主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。
为满足越来越多远距离物联网设备的连接需求，LPWA应运而生。LPWAN（Low PowerWide Area Network），低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。LPWA不是种技术，它也包含多种技术，如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由于是“广域”网络，因此必然会涉及网络运营，所以LPWA网络一般是由电信运营商或专门的物联网运营商部署，由于LPWA网络连接的基本都是“物”，因此通常也叫“物联网专用网络”。
2 特点与市场定位
LPWA有“远距离通信”、“低速率数据传输”和“功耗低”三大特点，因此非常适合那些远距离传输、通信数据量很少、需电池供电长久运行的物联网应用。大部分物联网应用通常只需要传输很少量的数据，如工业生产车间中控制开关的传感器、环境参数传感器，每次传输的数据量小，功率小，根据采样周期，单次电池工作时间可以较长。
LPWA最适合两类物联网应用：一类是位置固定的、密度相对集中的场景，如楼宇里面的智能水表、仓储管理或其他设备数据采集系统，虽然现在蜂窝网络已应用于这些领域，但信号穿透问题一直是其短板；另一类是长距离的，需要电池供电的应用，如智能停车、资产追踪和地质水文监测等，蜂窝网络可以应用，但无法解决高功耗问题。
3 标准问题
2015年起LPWA产业链相关厂商纷纷合纵连横成立联盟，抢占低功耗广域物联网市场。其中比较发较快、相对比较成熟的是美国Semtech公司主导的LoRa技术，LoRa联盟于2015年3月的世界移动通信大会上成立，联盟成员包括跨国电信运营商、设备制造商、系统集成商、传感器厂商、芯片厂商和创新创业企业等。
另一个就是华为主导的NB－IOT （Narrow Band－IoT，窄带物联网）标准。NB-IOT是基于现有蜂窝网络的技术，NB－IOT能够提供百倍于4G的连接规模、百倍于2G的灵敏度、设备电池供电寿命同样可长达10年，使蜂窝网络极大地延伸了应用边界。据悉目前移动通信行业组织“3GPP”正在制定的NB－IOT的标准化工作。NB－IOT使用License频段，可与现有移动蜂窝网络共存。NB-IOT的诞生，有其历史因素，因为对于移动蜂窝通信市场，4G成功商用之后，5G的标准化、商业化都需要时间，但物联网应用不会等到2020年才出现，因此在5G之前需要有一个技术来支撑运营商开拓物联网市场，同时，对电信运营商来说，物联网应用的ARPU（每用户平均收入，Average Revenue Per User)）值会比较低，因此从技术上来讲，应该让运营商很容易在现有基础上升级去支持。
4 横向特征比较
4.1 功耗和成本
功耗和成本是每一个协议宣称其所具备的特征，但是，还没有人成为这方面的赢家。一则认为：“功耗唯一可计量的是电池寿命”，二则认为LPWA网络协议虽然是低功耗的，但如果比较单位数据功耗的话，其功耗是大于2G网络的。低传输功耗意味着只有很低的数据速率，因此可能需要很长时间来传输，也就是说设备平均休眠状态时间就很短。因低传输功耗而形成的微弱数据需要更敏感的接收线路，因此接收端可能需要更多平均功耗。成本是随着技术成熟度呈递降趋势，新兴技术在出现之初，由于技术、工艺等方面的原因，可能成本更为偏高，但不排除由于大量厂家投入研发经历，使其成本快速下降。
4.2 传输距离
我们知道任何无线技术传输距离随着其信号传输方式不同而不同，这一规律自然适用于LPWA网络。在人口密集的城市环境中，围墙、建筑物、反射以及交通状况等，使得无线传输距离短于农村地区；而在平整的、无障碍的农村环境下，传输距离会大大增加。但我们仍不可忽视一些因素——无线电干扰等。
因此，距离是各协议代表厂商热议的话题，有些协议宣称可以达到数十公里距离，但其竞争对手可能会说在实际环境中其效果会大打折扣。距离作为比较标准实际上是一个比较谨慎的选择，但至少它是可计量的指标。
另外需要注意的是：你可能发现这些LPWA协议在市场宣传资料中会与诸如Zigbee之类的协议进行比较。你可能觉得Zigbee是一个局域组网协议，与LPWA比较有些奇怪，但实际上Zigbee通过Mesh组网也可以形成广域网络。
4.3 频谱
几乎所有LPWA协议均使用ISM频段，虽然有少量协议使用授权频谱。我们将给出每个协议的频段，有些使用的是超低频段，有些是低频段，还有些是采用宽频。
4.4 上行/下行对称性
多数LPWA协议均对数据的上下行采取非对称的方式，文末表格中简单给出了它们是否采用上下行对称方式。
4.5 数据速率
这是另一个易变的参数，它依赖于距离、障碍以及数据拥堵情况，文末表格仅仅给出一般性的范围。
4.6 最大节点数
最大节点有两种表述方式，一个是整个网络中的节点数，另一个是星形网络中每一Hub配置的节点数。
最大节点数受一些因素的影响，节点数有可能在协议中已设定，但即使一个协议的理论容量是百万，但其容量受制于ISM频段，这不仅仅是一个数字，而是依赖于在给定时间有多少其他协议也在使用该频段。
4.7 空中升级（OTA）的可能性
这可能是一个随机的参数，但这一参数反映网络有效的下行能力。如果网络仅提供几个比特的下行容量，那它是无法下载一个大的软件数据包来更新其远程节点的。
4.8 切换（无缝漫游）
我们很容易理解物联网边缘节点作为静态单位无线传输，但是很多设备——如汽车、农用机械等是移动的，还有一些本身可能不是移动的，但别人会不断移动它们——比如仓储中贴有电子标签的货物。因此，我们自然想知道一个协议是否可以实现设备在不同Hub之间的无缝切换。
4.9 运营模式
一些协议只是由网络运营商来掌握，并向工作提供网络服务，就像为电话提供蜂窝网络系统一样。而也有其他协议通过公有或私有网络提供。
4.10 标准状况
一些协议已制定了相应的标准，或者正在制定中，有些协议拥有者将其标准公开出来，而有些所有者申请专利保护。在一些情况下，你可以获取其细则，而有些情况下你需要获得认证。
5 总结
除了我们耳熟能详的LoRa、SigFox、LTE-M外，这一领域也是多家争鸣的状态，包括NWave、OnRamp、Platanus、Telensa、Weightless、AmberWireless等。
国内运营商可用NB-IoT频段：
