为什么在新设计中使用 LPWAN 模块？

近年来，低功耗广域网 (LPWAN)技术取得了长足的进步。当今两种领先的竞争 LPWAN 技术是 LoRaWAN 和 LTE。LoRa 联盟是 LoRaWAN 规范背后的组织，其成员数量有所增加。同时，AT&T、Verizon等LTE运营商制定了完善的LTE设备认证方案。LPWAN 主要适用于不需要人工交互的远程应用程序，在这些应用程序中需要较长的电池寿命。根据应用的不同，某些设备可以在不更换电池的情况下运行长达 10 年。智能停车、资产跟踪、动物健康监测和客户服务自动化是越来越多的 LPWAN 应用。

LPWAN 应用
在繁忙的街道上寻找停车位既费时又令人沮丧。智能停车位配备地下传感器。这些传感器连接到应用程序，允许用户精确定位停车位的确切位置，而无需漫无目的地开车。连接到 LPWAN 网络后，这些传感器可以在无需人工注意的情况下多年免维护。

使用 LTE 网络进行实时资产跟踪提供了便利并节省了成本。例如，配备 LTE 设备的货物向航运公司及其客户提供实时位置数据。能够追踪医疗用品等贵重资产的下落，让您高枕无忧。

另一个流行的应用程序使用 LoRaWAN 通过检测运动模式来监测农场动物的健康状况。健康的动物比生病的动物更活跃。当动物生病时，它往往会躺下休息或不经常走动。通过实时报告，业主可以快速解决问题。

最后，LPWAN 还可用于改善客户服务。例如，丙烷客户可能远离供应商。配备 LPWAN 设备，可以实时跟踪丙烷的水平。当液位下降到预定阈值时，会自动向供应商发送信号以进行新的补充，而不会打扰客户。实时数据可防止丙烷耗尽的情况。

所以你正在寻找一个新的设计
LoRaWAN 使用未经许可的频谱，不需要用户支付许可费。另一方面，LTE 用户必须每月向 LTE 运营商或运营商支付应用许可费。

在设计网络时，开发人员通常会经历以下步骤。这些步骤由内部和第三方执行，具体取决于项目要求和公司开发人员的经验水平。

定义产品规格和原型设计（通常在内部进行）

针对产品规格的初始产品性能测试（通常在内部进行）

获得所需的认证（通常在内部和外部进行）

最终测试和产品发布（通常在内部进行）

为什么获得所需的认证很重要
LPWAN 产品开发有两个方面。第一个方面与产品性能有关，例如它的执行速度和/或它需要多少功率。第二方面涉及与例如由LTE运营商提供的外部网络的互操作性。不同国家/地区的运营商需要进行认证，以确保 LPWAN 设备能够按照运营商的网络规范运行。至少，它要求设备不会引入不需要的电气谐波。这种谐波会对网络造成电磁干扰。此外，运营商希望确保设备的射频 (RF) 正常工作。认证至关重要。未经认证，根据法律，支持许可频谱的 LPWAN 设备将不允许销售到该特定地区。

有两个级别的认证要求。

在政府层面，有 FCC（北美）和 CE（欧洲）。然后是各种网络运营商和财团要求的蜂窝电信通用认证。它们包括以下内容：

来自蜂窝电信行业协会 (CTIA)（北美）的 PTCRB，非成员 Verizon 除外

全球认证论坛，或 GCF（欧洲和亚洲）

北美 CTIA 于 1997 年发起 PTCRB 认证。PTCRB 国际移动设备识别码 (IMEI) 号码用于跟踪移动、物联网、M2M 设备和模块以进行认证。PTCRB 涵盖了 AT&T、T-Mobile 和加拿大网络等运营商的认证要求。PTCRB 认证可确保设备在正确的射频下运行，并且 SIM 卡接口设计正确。

Verizon 有自己的认证流程，并且不属于 PTCRB，因此需要 Verizon 认证的设备需要通过单独的 Verizon 开放开发计划 (ODI) 认证流程。

GCF 成立于 1999 年，提供移动和蜂窝设备（包括物联网设备）的认证。其目的是确保全球互操作性，主要在欧洲和亚洲，使用 3GPP 技术，包括 GERAN (GSM)、UTRAN (UMTS) 和 E-UTRAN (LTE)。

使用 LPWAN 模块进行设计
许多因素会影响认证的总成本。设备的复杂性、开发人员的经验和预认证准备都起到了一定的作用。以下以美元计算的估算值仅供参考：

FCC 或同等机构的测试侧重于射频设计，以确保其辐射不会影响其他设备。（2,000 至 6,000 美元）

PTCRB 认证（20,000 至 50,000 美元，具体取决于设备类型）

Verizon ODI 认证（最高 150,000 美元）

GCF 认证（20,000 至 50,000 美元，取决于设备类型）

如果设备第一次没有通过，将会产生额外的费用。认证过程非常昂贵，因为设计新网络需要学习曲线。除非开发人员已经进行了较早的认证，否则很难预测需要多长时间。

然而，对于模块供应商来说，情况就不同了。一旦模块获得认证，它们将被一遍又一遍地出售。因此，投资回报比单个开发商公司所能获得的回报要好得多。对于开发人员而言，使用预先认证的模块可能会节省大量时间和精力。预认证模块选项可避免从头开始进行认证过程。终端设备仍需要经过认证，但过程要简单得多。

审核编辑 黄昊宇