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隨著計算機、電子技術的進步 ， 無線通信技術的蓬勃發展 ， 過去幾年中出現了一些新的無線標準：Zigbee、 Z-Wave、LoRa、LTE-M、NB-IoT、Wi-Fi 802.11ah（HaLow）和802.11af（White-Fi）等 。
以下是其中最受歡迎的幾個標準 ， 本文將簡要介紹它們的功能和優點：
部分協議對比
Zigbee：專有、短距離、低成本且安全
Zigbee與藍牙類似 ， 是一種低功耗、低數據速率、近距離自組織無線網絡 ， 支持網狀網絡拓撲 ， 使用了IEEE 802.15 WPAN規范 ， 提供250 kbps、40 kbps和20 kbps的數據速率 ， 只能在10至100米的范圍內工作 。Zigbee網狀網絡可以包含多達65000個設備 ， 這是藍牙LE可以支持的兩倍 。
Zigbee于1998年開始構思 ， 2003年標準化 ， 并于2006年進行了修訂 。Zigbee的名字來源于蜜蜂的搖擺舞 ， 其商標歸Zigbee聯盟所有 ， 該聯盟負責維護和發布Zigbee標準 ， 根據其網站信息顯示 ， 全球有數億臺使用Zigbee技術的設備 。
Zigbee非常受物聯網設備制造商的青睞 ， 它提供了用戶需要的大多數基本功能（連接性、范圍、安全性） ， 并且作為開放行業標準 ， 它允許與任何Zigbee認證的設備進行互操作 。OEM廠商最大的抱怨是加入聯盟的成本、認證和缺乏開放GPL許可證 ， 因為OEM必須要成為聯盟的成員才能使用其技術 。
Zigbee主要用于家庭自動化應用 ， 如智能照明、智能恒溫器和家庭能源監控 。它還常用于工業自動化、智能儀表和安全系統 。
Z-Wave：短距離、低成本、高可靠
Z-Wave與ZigBee相似 ， 是一種基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網絡的短距離無線通信技術 。Z-Wave的結構是源路由網格網絡 ， 即所有設備都連接到一個中心集線器 ， 通常是路由器或網關 。網絡本身由三個層組成 ， 它們協同作業 ， 以確保所有設備都能夠同時通信 。無線電層定義了信號在網絡和無線電硬件之間的交換方式 ， 而網絡層則確定如何控制節點和設備之間交換的數據 。此外 ， 應用層將消息分配給特定的應用程序 ， 以便完成類似于開燈這樣的任務 。
Z-Wave的工作頻帶為908.42MHz(美國)~868.42MHz(歐洲) ， 采用FSK(BFSK/GFSK)調制方式 ， 數據傳輸速率為9.6 kbps ， 信號的有效覆蓋范圍在室內是30m ， 室外可超過100m ， 適合于窄寬帶應用場合 。
Z-Wave技術設計用于住宅、照明商業控制以及狀態讀取應用 ， 例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災檢測等 。Z-Wave可將任何獨立的設備轉換為智能網絡設備 ， 從而可以實現控制和無線監測 。Z-Wave技術在最初設計時 ， 就定位于智能家居無線控制領域 。采用小數據格式傳輸 ， 40kb/s的傳輸速率足以應 。與同類的其他無線技術相比 ， 擁有相對較低的傳輸頻率、相對較遠的傳輸距離和一定的價格優勢 。
LoRa：專有、遠程、便宜且安全
類似于Zigbee ， LoRaWan是一項專有技術 ， 由非營利組織LoRa聯盟定義和控制 。主要區別在于 ， Zigbee是一種短程物聯網協議 ， 旨在將多個設備緊密連接起來 ， 而LoRa專注于廣域網 。
LoRa特別適用于遠程通信 ， 其調制方式相對于其他通信方式大大增加了通信距離 ， 可廣泛應用于各種場合的遠距離低速率物聯網無線通信領域 。比如自動抄表、樓宇自動化設備、無線安防系統、工業監視與控制等 。具有體積小、功耗低、傳輸距離遠、抗干擾能力強等特點 ， 可根據實際應用情況對天線增益進行調節 。
LoRaWAN網絡架構是一個典型的星形拓撲結構 ， 在這個網絡架構中 ， LoRa網關是一個透明的中繼 ， 連接終端設備和服務器 。網關與服務器通過標準IP連接 ， 而終端設備采用單跳與一個或多個網關通信 ， 所有的節點均是雙向通信 。LoRa網關和模塊間以星形網方式組網 ， 而LoRa模塊間理論上可以點對點輪詢的方式組網 ， 但是點對點輪詢效率要遠遠低于星形網 。網關可以實現多通道并行接收,同時處理多路信號 ， 這大大增加了網絡容量 。
LoRa網絡構成
但隨著LoRa設備和網絡部署的增多 ， 其相互之間會出現一定的頻譜干擾 。
【怎么寫wifi怎么寫 wifi怎么讀】LTE-M：蜂窩技術
LTE-M是一種專為滿足物聯網或機對機通信應用需求而設計的蜂窩技術 ， LTE-M是移動電信運營商的無線系統 ， 得到了行業協會GSMA和3GPP標準組織的支持 。LTE-M的主要優點之一是具有全球連通性的潛力 ， 并且它是唯一適合長時間跟蹤移動物體的系統 。GSMA表示：“該技術可改善室內和室外覆蓋范圍 ， 支持大量的低吞吐量設備、低延遲靈敏度、超低設備成本、低設備功耗的網絡架構 ?！?br /> 由于LTE-M是通過蜂窩網絡工作的 ， 因此可用于監測、控制和接收在運輸工具（例如卡車、火車、船等）中的IoT設備的信息 。當LTE網絡不可用時 ， 系統可以退回到WCDMA（3G）或GPRS/EDGE（2G）來保持連接 。
LTE-M還基于蜂窩基站定位提供定位服務 ， 無需使用GPS或Galileo等基于衛星的系統 。對于需要為其設備配備基本定位系統的OEM來說 ， 此功能可節省大量成本 。
然而 ， LTE-M的最大的優勢是安全性 。蜂窩連接的設備需要裝有SIM芯片 ， 它可以嵌入電路板中 ， 并在工廠進行預配 ， 設置密鑰和簽名 。一旦為SIM卡配置了嵌入式密鑰 ， 在沒有對設備進行物理訪問的情況下 ， 就無法修改這些密鑰 。
SIM是可提供NSA Suite B AES-256加密和身份認證的安全模塊 。
LTE-M的另一個優點是即使在停電期間也可以保持連接 。由于它連接到蜂窩網絡 ， 因此不需要接入點（AP） ， 只要物聯網設備電池正常工作 ， 它就可以保持連接狀態 。
這就是為什么基于蜂窩的物聯網連接被廣泛應用于電網、家庭、辦公室安全和車隊管理等關鍵應用 。
LTE-M唯一的問題是成本高 。要使用該系統 ， 需要訂購運營商服務 ， 每個連接的設備中都需要有一個SIM卡 。
NB-IoT：蜂窩技術
NB-IoT構建于蜂窩網絡 ， 只消耗大約180kHz的帶寬 ， 可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡 ， 以降低部署成本、實現平滑升級 。
NB-IoT聚焦于低功耗廣覆蓋物聯網市場 ， 是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術 。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點 。NB-IoT使用License頻段 ， 可采取帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式 ， 與現有網絡共存 。
NB-IoT具備四大特點：一是廣覆蓋 ， 將提供改進的室內覆蓋 ， 在同樣的頻段下 ， NB-IoT比現有的網絡增益20dB ， 相當于提升了100倍覆蓋區域的能力；二是具備支撐連接的能力 ， NB-IoT一個扇區能夠支持10萬個連接 ， 支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡架構；三是更低功耗 ， NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年；四是更低的模塊成本 ， 企業預期的單個接連模塊不超過5美元 。
White-Fi和HaLow：低成本、范圍擴大 ， 但安全性低
IEEE 802.11af（White-Fi）和IEEE 802.11ah（HaLow）均使用先前授權的頻譜 ， 并且不會干擾2.4 GHz和5 GHz頻帶中的傳統Wi-Fi信號 ， 也不會干擾2G和3G蜂窩網絡 。部分頻譜與美國使用的某些LTE信道共享 。
White-Fi利用的是廣播電視轉向數字地面電視以及之前的一些UHF頻道停止運作時釋放出來的數字紅利 。在美國和歐洲 ， 對數字紅利頻譜的使用有不同的規定 ， 連接的設備需要定期尋找可用的頻率 。
HaLow將Wi-Fi擴展到900 MHz頻段 ， 使傳感器和可穿戴設備等應用所需的低功耗連接成為可能 。由于此頻率可免費用于基本通信 ， 因此HaLow是IoT的首選Wi-Fi標準 。
HaLow的最大問題是在全球范圍內的未許可頻譜不統一：HaLow在美國的工作頻率為900 MHz ， 在歐洲為850 MHz ， 在中國為700 MHz ， 在許多國家甚至沒有工作頻譜 。
由于低頻帶的特性 ， 這兩種技術都不適合高速或大容量的數據傳輸 。但是 ， 它們可以用于為大量部署的設備提供連接 。
HaLow可以提供低至150kbps的數據速率 。
對于新一代低功耗設備來說 ， 低于1 GHz的連接也是至關重要的 ， 它的電池壽命通常需要達到數年 。對于世界各地城市部署的數十億個傳感器和監控設備來說 ， 這種電池性能是必不可少的 。
HaLow還提供了一些節電功能 ， 例如目標喚醒時間（TWT）和交通指示圖（TIM） ， 使IoT設備能夠在選定的時間間隔進行通信 ， 從而節省電池電量 。
2017年 ， IEEE推出了另一個針對物聯網的Wi-Fi標準：802.11ax（后被正式更名為WiFi 6） 。與HaLow相比 ， 802.11ax的優勢在于使用了2.4 GHz和5 GHz頻帶 ， 更適合于本地范圍的物聯網 。
在安全問題方面 ， Wi-Fi缺乏對蜂窩網絡上SIM卡提供的安全元件和硬件加密的保護 。但是 ， 要在大范圍內部署數百或數千個無線傳感器 ， White-Fi和HaLow可以提供低成本的連接和良好的性能 。
什么是最適合您的選擇？
如果你尋求的是一種低成本的解決方案近距離連接非關鍵設備 ， 那么Zigbee、Z-Wave或White-Fi可能是最佳選擇 。Zigbee的DotDot軟件將幫助你開發與其他Zigbee設備兼容的解決方案 ， 前提是必須加入Zigbee聯盟 。
對于遠距離應用 ， Lo-RaWan、LTE-M或NB-IoT是最佳選擇 。LTE-M是最強大、最安全的 ， 也有蜂窩網絡的支持 ， 但在價格上可能也是最昂貴的 。它能夠保證全球連接 ， 可用于貨運和車隊管理 。
對于不需要定位服務或NSA級安全性的本地中型網絡而言 ， LoRa則是一個很好的解決方案 。
因此 ， 選擇哪種解決方案完全取決于自身的需求 ， 用戶可以根據自己的實際情況擇優選擇 。