2G/3G蜂窩
一(yī)般被稱爲機到機(M2M)的許多使用案例都類似于物(wù)聯網。多家供應商(shāng)提供蜂窩電話(huà)模塊用于嵌入到其它産品，而大(dà)多數主要的蜂窩運營商(shāng)都在标準許可頻(pín)譜上提供M2M連接服務。雖然像GSM/GPRS/EDGE等2G技術很流行，但一(yī)些運營商(shāng)已經有計劃逐步淘汰2G業務。
然而，大(dà)多數網絡仍然支持諸如WCDMA和CDMA2000等3G技術，其數據速率高達每秒幾兆比特。範圍是指到蜂窩站的距離(lí)，可以長達幾公裏。蜂窩連接顯然是一(yī)種選擇，但它比後文介紹的其它方案更昂貴些。
802.15.4
802.15.4以短距離(lí)、低中(zhōng)數據速率和低功耗用例爲目标，是後文提到的幾種其它标準的基礎。它的主要工(gōng)作頻(pín)譜是2.4GHz工(gōng)業、科學和醫療(ISM)免許可頻(pín)段，有時候也用到902MHz至928MHz和868MHz頻(pín)段。
802.15.4标準爲PHY和MAC網絡層提供基于數據包的協議。其它标準都是以此爲基礎增加更多的層，從而提供增強的網絡功能和性能。
6LoWPAN地址節點
國際互聯網工(gōng)程任務組(IETF)的6LoWPAN是基于低功耗無線個人區域網的互聯網協議第6版(IPv6)的簡稱。
這個标準最初的目标是802.15.4，後來也被Bluetooth Smart和低功耗HaLow Wi-Fi所采用。具體(tǐ)來說，6LoWPAN定義了使用封裝和頭部壓縮技術将IPv6數據包适配進其它協議幀的方式。
藍(lán)牙
也許使用最廣泛的短距離(lí)無線技術是工(gōng)作在2.4GHz ISM頻(pín)段的藍(lán)牙(BT)。幾種不同的版本提供多種不同的數據速率、功率電平和範圍。其基本的工(gōng)作原理是采用不同調制方法的跳頻(pín)擴展頻(pín)譜(FHSS)技術。
最 新版本的藍(lán)牙是Bluetooth Smart或版本4.1，也稱爲低功耗藍(lán)牙(BLE)。這個配置使用縮短了的數據包，最大(dà)速率是1Mb/s，采用GFSK調制。它的最大(dà)好處是優異的低功 耗特性。發送功率是10mW，它的距離(lí)可達100米。針對不同的用途有多種軟件配置文件，而其互操作性認證可有效做到完全兼容。
LoRa
LoRa(長 距離(lí))是由Semtech公司開(kāi)發的一(yī)種技術，典型工(gōng)作頻(pín)率在美國是915MHz，在歐洲是868MHz，在亞洲是433MHz。LoRa的物(wù)理層 (PHY)使用了一(yī)種獨特形式的帶前向糾錯(FEC)的調頻(pín)啁啾擴頻(pín)技術。這種擴頻(pín)調制允許多個無線電設備使用相同的頻(pín)段，隻要每台設備采用不同的啁啾和 數據速率就可以了。其典型範圍是2km至5km，最長距離(lí)可達15km，具體(tǐ)取決于所處的位置和天線特性。
LTE Cat 0/1
LTE是長期演進的縮寫，是目前第4代蜂窩技術。
LTE Cat 0和Cat 1是LTE的功能簡化版本，是爲了匹配M2M的低功耗低速率要求而專門設計的。M2M應用也被稱作機器類通信(MTC)，使用許可頻(pín)譜中(zhōng)的現有蜂窩網絡，而不是短距離(lí)的無線和互聯網。
對 大(dà)多數基本的監視和控制應用來說，标準的LTE網絡太浪費(fèi)了。LTE Cat 0和Cat 1是簡化版本，可以爲最大(dà)數據速率分(fēn)别爲1Mb/s和10Mb/s的M2M應用提供合适的解決方案。Cat 0和Cat 1使用現有的LTE帶寬和正交頻(pín)分(fēn)多址(OFDMA)調制技術。這種長距離(lí)解決方案可以支持數公裏的範圍。
窄帶物(wù)聯網(NB-IoT)
将LTE用于物(wù)聯網的一(yī)個相對較新的變體(tǐ)是窄帶物(wù)聯網。與使用标準LTE的全部10MHz或20MHz帶寬不同，窄帶物(wù)聯網使用包含12個15kHz LTE子載波的180kHz寬的資(zī)源塊。數據速率在100kb/s到1Mb/s範圍之内。
這 種更加簡化的标準可以爲聯網設備提供很低的功耗。此外(wài)，它可以作爲一(yī)種軟件疊加被部署進任何LTE網絡。窄帶物(wù)聯網的資(zī)源塊能夠很好地适配進标準LTE信 道或保護帶。當運營商(shāng)重新劃分(fēn)它們較早的2G頻(pín)譜時，它也能适配進标準的GSM信道。調制采用OFDMA下(xià)行鏈路和SC-FDMA上行鏈路。
SIGFOX
SIGFOX既是一(yī)種無線技術，也是一(yī)種網絡服務。SIGFOX工(gōng)作在868MHz和902MHz的ISM頻(pín)段，但消耗很窄的帶寬或功耗。
SIGFOX無線電設備采用了一(yī)種被稱爲超窄帶(UNB)調制的技術，隻是偶爾以低數據速率傳送短消息。消息最長是12個字節，一(yī)個節點每天可以傳送的消息數量最多是140條。由于是窄帶寬和短消息，因此除了其162dB的鏈路預算外(wài)，它還可以達到數公裏的長傳輸距離(lí)。
Weightless
Weightless是以物(wù)聯網應用爲目标的一(yī)系列開(kāi)放(fàng)無線技術标準。它有三種不同的版本，分(fēn)别對應LPWAN市場中(zhōng)的不同細分(fēn)領域。
最 簡單的版本是用于低成本應用的Weightless-N。這個版本的目标是單工(gōng)或單向用途，如傳感器監視。它工(gōng)作在不到1Gb的免許可ISM頻(pín)段。調制采 用的是使用跳頻(pín)技術的差分(fēn)BPSK，可最大(dà)程度地減少幹擾。具有完整簽權功能的128位AES加密是這種技術的一(yī)個關鍵特性。由于是低數據速率和窄帶寬通 道，傳輸距離(lí)可達5km。
無線技術一(yī)覽表
如果需要更高性能的雙向通信，Weightless-P也許是最好的選擇。它同時使用了頻(pín)分(fēn)多址(FDMA)和時分(fēn)多址(TDMA)技術，可管理訪問多個 12.5kHz寬的信道。這種技術使用GMSK和交錯QPSK調制，數據速率範圍可從低速的200b/s一(yī)直到100kb/s。典型的最大(dà)傳輸距離(lí)約爲 2km。在安全方面支持AES-128/256加密和簽權。
第三個版本是Weightless-W，旨在工(gōng)作在電視的空白(bái)頻(pín)段。空白(bái)頻(pín)段是以前在470MHz至790MHz範圍内被電視台使用的那些6MHz寬信道。它可以達到1kb/s至10Mb/s的數據速率，具體(tǐ)取決于鏈路預算。在非視距條件下(xià)最遠傳輸距離(lí)可達5km以上。
Wi-Fi
Wi-Fi被廣泛用于許多物(wù)聯網應用案例，最常見的是作爲從網關到連接互聯網的路由器的鏈路。然而，它也被用于要求高速和中(zhōng)距離(lí)的主要無線鏈路。
大(dà)多數Wi-Fi版本工(gōng)作在2.4GHz免許可頻(pín)段，傳輸距離(lí)長達100米，具體(tǐ)取決于應用環境。流行的802.11n速度可達300Mb/s，而更新的、工(gōng)作在5GHz ISM頻(pín)段的802.11ac，速度甚至可以超過1.3Gb/s。
一(yī) 種被稱爲HaLow的适合物(wù)聯網應用的新版Wi-Fi即将推出。這個版本的代号是802.11ah，在美國使用902MHz至928MHz的免許可頻(pín)段， 其它國家使用1GHz以下(xià)的類似頻(pín)段。雖然大(dà)多數Wi-Fi設備在理想條件下(xià)最大(dà)隻能達到100米的覆蓋範圍，但HaLow在使用合适天線的情況下(xià)可以遠 達1km。
802.11ah 的調制技術是OFDM，它在1MHz信道中(zhōng)使用24個子載波，在更大(dà)帶寬的信道中(zhōng)使用52個子載波。它可以是BPSK、QPSK或QAM，因此可以提供寬 範圍的數據速率。在大(dà)多數情況下(xià)100kb/s到數Mb/s的速率足夠用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi聯盟透露，它将在2018年前完成 802.11ah的測試和認證計劃。
針 對物(wù)聯網應用的另外(wài)一(yī)種新的Wi-Fi标準是802.11af。它旨在使用從54MHz到698MHz範圍内的電視空白(bái)頻(pín)段或未使用的電視頻(pín)道。這些頻(pín)道 很适合長距離(lí)和非視距傳輸。調制技術是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每個6MHz信道的最大(dà)數據速率大(dà)約爲24Mb/s，不過在更低的 VHF電視頻(pín)段有望實現更長的距離(lí)。
WirelessHART
這是得到廣泛使用的高速可尋址遠程傳感器(HART)工(gōng)業網絡技術的無線版本，主要用于過程監控、傳感器網絡、樓宇自動化和交通運輸領域。該技術基于流行的IEEE 802.15.4标準，代号是802.15.4e。
WirelessHART在基礎标準之上增加了一(yī)個時間同步網格協議。除了網格拓撲外(wài)，它也能采用星形配置。WirelessHART使用TDMA和時隙跳信道(TSCH)技術，最多可訪問個節點。
ZigBee
ZigBee是物(wù)聯網的理想選擇之一(yī)。
雖 然ZigBee一(yī)般工(gōng)作在2.4GHz ISM頻(pín)段，但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz頻(pín)段中(zhōng)使用。在2.4GHz頻(pín)段中(zhōng)數據速率是250kb/s。它可以用在點到點、星形 和網格配置中(zhōng)，支持多達216個節點。與其它技術一(yī)樣，安全性是通過AES-128加密來保證的。ZigBee的一(yī)個主要優勢是有預先開(kāi)發好的軟件應用配 置文件供具體(tǐ)應用(包括物(wù)聯網)使用。最終産品必須得到許可。
Z-Wave
Z- Wave是一(yī)種單一(yī)來源的私有無線技術。工(gōng)作在908.42MHz的ISM頻(pín)段。它使用高效的GFSK，可實現9600b/s或40kb/s的數據速率； 在某些應用中(zhōng)甚至可達100kb/s。典型的功率電平是1mW(0dBm)，最大(dà)覆蓋範圍約30米，取決于具體(tǐ)應用環境。Z-Wave可以用于點到點鏈路 或節點數最多232個的星形配置中(zhōng)。在安全性方面，它采用AES-128加密措施。這種技術必須獲得許可才能在商(shāng)用産品中(zhōng)使用。
從 文中(zhōng)這張表，我(wǒ)們可以快速地對文中(zhōng)提到的這12種技術進行比較。同時，物(wù)聯網市場包羅萬象，涉及工(gōng)業、交通、農業和醫療等各行各業，應用的需求也各不相 同。因此，對于物(wù)聯網這樣一(yī)個長尾市場，我(wǒ)們可以肯定，任何标準都不會占據主導地位。但是，我(wǒ)們可以針對具體(tǐ)應用很方便地找到一(yī)種最恰當的技術來與之對 應。
