关于LPWAN技术ZETA、LoRaWAN、SIGFOX的测评分析

针对LPWAN领域最著名的几项技术（ZETA、LoRaWAN、SIGFOX）在桥梁等结构诊断方面的应用，近日，日本关西信息中心智能基础设施研究组发布引入用于结构诊断IOT先进通信技术（LPWAN）的相关调查，对这几种技术进行了测试及对比分析。

目前，日本共有桥梁约73万座，隧道约1万座。针对桥梁等社会基础设施老化而导致的结构稳固性诊断问题，日本道路法规修订规定：每5年会进行一次目视检查，记录保存检查和诊断结果，并对结果进行统一分类，该检查需要消耗大量的人力财力。通过使用LPWAN通信技术进行桥梁结构诊断，日方可以随时随地的检查目标结构的状态，不断监视大型管理区域存在的许多结构，可有效弥补检查员和结构诊断预算的不足。

LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功率广域网络）也称为LPWA （Low-Power Wide-Area） 或 LPN（Low-Power Network，低功率网络），是一种用在物联网，可以用低比特率进行长距离通讯的无线网络。PWAN技术因具有功耗低、成本低、覆盖广等特性，可广泛应用于车载运输、智慧能源、无线支付、智能安防、智慧城市、无线网关、智能工业、智慧生活、智慧农业等场景。作为物联网行业中最重要的技术之一，LPWAN正以年复合增长率90%的惊人速度增长。多家市场研究机构预计，未来广域物联网中超过60%连接属于低功耗广域网（LPWAN）领域。

2009年，SIGFOX公司提出LPWAN技术概念，发展至今，目前世界主流有两类4种标准：一类是工作于未授权频谱的ZETA、LoRa、SIGFOX等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的3/4G/5G蜂窝通信技术，比如NB-IoT、LTE-CAT M等。针对日本在桥梁诊断方面的广阔需求，近日，日本关西信息中心智能基础设施研究组对LPWAN领域内几项著名技术进行了测试对比分析。

此次测试对象选取了NTT日本搭建的运营商构建通讯网络LoRaWAN技术、京瓷通讯系统搭建的运营商构建通讯网络SIGFOX技术、SORACOM公司搭建的使用者构建通讯网络LoRaWAN技术，TECHSOR公司搭建的使用者构建通讯网络ZETA技术。通过在桥梁上安装裂纹位移计传输数据至云端，并分析四者LPWAN通信测试数据流，移动观察四者通信距离、定点观察四者数据接受率，得出测试结果。

1、通讯距离比较

测试结果显示：NTT日本所搭建的运营商构建通讯网络LoRaWAN通信距离可达到1.5公里，且通信良好；SIGFOX在覆盖范围内通信良好；SORACOM公司所搭建使用者构建通讯网络在1.0公里距离内通信良好；ZETA通信距离达3.0km，且通信良好。

2、数据接受率测试

测试结果显示：NTT日本所搭建的运营商构建通讯网络LoRaWAN对数据接受率达到100%，通信稳定；SIGFOX数据接受率99%，通信稳定；SORACOM公司所搭建使用者构建通讯网络LoRaWAN接受率为70%；ZETA数据接受率100%。其中ZETA丢包率为0，从每个传感器获得的数据完整的存储在云服务器中而没有遗漏。

总结：通过以上对比分析，ZETA技术能在三公里长度内保持良好通信，对数据接受率达到100%，且丢包率为0，可在日本桥梁结构诊断场景广泛应用。

日本关西信息中心、智能基础设施研究组表示：关西信息中心将基于以上调查和测评结果，提出采用LPWAN进行结构诊断的方法和建议。

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