日本關西信息中心:LPWAN技術ZETA、LoRaWAN、SIGFOX測評分析

導讀：　　

針對LPWAN領域最著名的幾項技術（ZETA、LoRaWAN、SIGFOX）在橋梁等結構診斷方面的應用，近日，日本關西信息中心智能基礎設施研究組發布引入用於結構診斷IOT先進通信技術（LPWAN）的相關調查，對這幾種技術進行了測試及對比分析。

目前，日本共有橋梁約73萬座，隧道約1萬座。針對橋梁等社會基礎設施老化而導致的結構穩固性診斷問題，日本道路法規修訂規定：每5年會進行一次目視檢查，記錄保存檢查和診斷結果，並對結果進行統一分類，該檢查需要消耗大量的人力財力。通過使用LPWAN通信技術進行橋梁結構診斷，日方可以隨時隨地的檢查目標結構的狀態，不斷監視大型管理區域存在的許多結構，可有效彌補檢查員和結構診斷預算的不足。

LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網絡）也稱為LPWA （Low-Power Wide-Area） 或 LPN（Low-Power Network，低功率網絡），是一種用在物聯網，可以用低比特率進行長距離通訊的無線網絡。PWAN技術因具有功耗低、成本低、覆蓋廣等特性，可廣泛應用於車載運輸、智慧能源、無線支付、智能安防、智慧城市、無線網關、智能工業、智慧生活、智慧農業等場景。作為物聯網行業中最重要的技術之一，LPWAN正以年複合增長率90%的驚人速度增長。多家市場研究機構預計，未來廣域物聯網中超過60%連接屬於低功耗廣域網（LPWAN）領域。

2009年，SIGFOX公司提出LPWAN技術概念，發展至今，目前世界主流有兩類4種標準：一類是工作於未授權頻譜的ZETA、LoRa、SIGFOX等技術；另一類是工作於授權頻譜下，3GPP支持的3/4G/5G蜂窩通信技術，比如NB-IoT、LTE-CAT M等。

針對日本在橋梁診斷方面的廣闊需求，近日，日本關西信息中心智能基礎設施研究組對LPWAN領域內幾項著名技術進行了測試對比分析。

此次測試對象選取了NTT日本搭建的運營商構建通訊網絡LoRaWAN技術、京瓷通訊系統搭建的運營商構建通訊網絡SIGFOX技術、SORACOM公司搭建的使用者構建通訊網絡LoRaWAN技術，TECHSOR公司搭建的使用者構建通訊網絡ZETA技術。

通過在橋梁上安裝裂紋位移計傳輸數據至雲端，並分析四者LPWAN通信測試數據流，移動觀察四者通信距離、定點觀察四者數據接受率，得出測試結果。

1、通訊距離比較

測試結果顯示：NTT日本所搭建的運營商構建通訊網絡LoRaWAN通信距離可達到1.5公裡，且通信良好；SIGFOX在覆蓋範圍內通信良好；SORACOM公司所搭建使用者構建通訊網絡在1.0公裡距離內通信良好；ZETA通信距離達3.0km，且通信良好。

2、數據接受率測試

測試結果顯示：NTT日本所搭建的運營商構建通訊網絡LoRaWAN對數據接受率達到100%，通信穩定；SIGFOX數據接受率99%，通信穩定；SORACOM公司所搭建使用者構建通訊網絡LoRaWAN接受率為70%；ZETA數據接受率100%。其中ZETA丟包率為0，從每個傳感器獲得的數據完整的存儲在雲伺服器中而沒有遺漏。

總結：通過以上對比分析，ZETA技術能在三公裡長度內保持良好通信，對數據接受率達到100%，且丟包率為0，可在日本橋梁結構診斷場景廣泛應用。

日本關西信息中心、智能基礎設施研究組表示：關西信息中心將基於以上調查和測評結果，提出採用LPWAN進行結構診斷的方法和建議。

 

編輯：徐徐