對于IoT網絡設計者來說，實現互連是最令人沮喪方面之一，在傳感器互相通信的周圍存在很多競爭性的標準，它們大部分都是不兼容的。從邊緣到互聯網和云服務主要有兩種方式：無線運行商和低功耗廣域網絡（LPWANs），無疑它們存在著激烈的競爭。LPWAN提供商使用的標準不止一個，有一些還是專屬標準，而蜂窩網絡的發展路線則是集中簡單化并且提高當前以長期演進（LTE）標準為核心的產品的競爭力。因此雖然在這個長期的市場中只有兩個基本的競爭對手，但是對于每個競爭隊友有應該有基本的了解，包括它們各自的優勢、劣勢以及各種具體應用的適用性等。

為什么如此關注互連性？

為什么所有的關注都集中在連接性上？這取決于價錢：無線運營商和LPWAN提供商會對每一個連接的設備收取一定的費用，而且物聯網終端設備的數量正在迅速的增加。對于全球無線運營商來說經歷了超過30年的時間才達到目前23億的用戶，但是在物聯網興起的最近幾年，已經有超過84的IoT終端設備實現了連接，到2020年這個數字至少會達到200億。盡管并不是所有的IoT設備都會接入互聯網，但是“僅僅”其中的100億就會為服務提供商創造巨大的年收入。不用說這是一個巨大的機遇，然而不同的IoT應用之間存在著非常廣泛的差異，目前基于蜂窩網絡和LPWAN的解決方案是不同的，因此沒有哪一個標準能夠滿足所有的應用需求。

為了說明這些差異，如下圖（圖1）所示的智能電表，一個城市中有10萬個家庭、商業和其他用水部分都要使用這種電表并接入到互聯網，這與在一個工廠中向250臺機器發送數據有著很大的不同，在一個巨大的農場內許多類型的傳感器分布在數英里范圍內的土地上，而不是某個建筑，自動駕駛汽車的出現必然會創造出獨特的物聯網發展環境，這個環境會非常復雜，需要車輛與固定的基礎設施之間建立連接。

圖1：在美國已經有接近7千萬的智能電表，每個都會通過LPWAN進行周期性的更新，當然不久也會使用蜂窩網絡

然而無論是無線運營商還是LPWAN提供商提供的何種應用、服務都有一個共同的目標就是能夠在主機設備上安裝微型傳感器，比如閥門、電機和泵等，采用紐扣電池來供電并且在數年內能夠周期性的與外部設備進行通信，盡管這兩種類型的服務提供商采用不同的方式來攻擊這個問題，但是它們都使用各種技術來搭建物聯網環境，舉個例子，它們限制了數據傳輸的大小和間隔周期，以及傳感器必須進行通信的次數，而且它們也會采用非常低的數據傳輸速率，這樣就只需要非常窄的帶寬。

此外無線傳感器發送的低功率信號非常的微弱，檢測它們的基站接收器必須非常的敏感，基站本身也會使用一些技術，比如MIMO（多輸入多輸出技術），如圖2所示，某些情況下也需要使用高度定向天線來確保持續的連接性。

圖2：雖然多路徑傳播是非常不受歡迎的，但是MIMO技術卻采用它

通過在傳輸路徑兩端使用多個發送和接收天線，從而可以大大提高網絡容量，同時也會降低誤碼率并且優化吞吐量。

最后很多小型基站（或者成為小單元）將需要縮短信號傳輸的距離，這樣會降低延遲，幾乎可以達到IoT應用瞬時響應的水平。

蜂窩網絡和LPWANs比較

蜂窩網絡對物聯網應用有著獨特的優勢，在美國電信運營商已經擁有了幾乎無處不在的LTE網絡覆蓋，數十萬個大型基站和三倍數量的小型基站單元長期提供服務。在大多數情況下，更新這種基礎設施來適應物聯網設備的通信需求只需要進行軟件升級就可以了，而不是像RF和微波收發器那樣需要大量的硬件投資。此外，盡管之前IoT被廣泛認為是下一個重大事件，其實無線運營商已經使用以前的第二代技術(2G)為無線傳感器提供通信連接。

該行業多年來也一直在努力適應物聯網。第三代合作項目(3GPP)負責管理開發和發布無線標準，其中包括了在最新標準中為IoT提供的大量規范，該標準在2016年6月最后定稿。在第五代細胞的第一個標準將于2019年發布的時候，這些功能將繼續增強。到那時，無線運營商將在物聯網連接方面打下堅實的基礎。

相比之下，LPWAN提供商則沒有這樣的優勢。它們是無線通信領域新興的一股力量，所以必須從頭開始構建每個覆蓋范圍和每一個系統。而且留給它們在關鍵地區(典型的城市)部署這些網絡的時間也是非常有限的，因為蜂窩網絡行業正在迅速推出以IoT為中心的數據計劃。幸運的是，與蜂窩網絡相比，LPWAN系統的構建和部署成本更低，并不總是需要擴展空間，而且使用更少的基站就可以覆蓋更廣闊地理區域。

現在的問題是，LPWAN供應商能否在由蜂窩網絡所主宰的環境中搏得生存機會。大多數分析人士相信這是沒問題的，因為他們提供類似于蜂窩網絡的一些功能，比如電信級安全和其他強制性的功能特性，對于客戶來說成本會更具有競爭性。分析師還建議說至少一半的IoT案例將會使用LPWAN服務。因此，這是一個相對安全的押注，盡管蜂窩網絡在提供IoT連接方面占據著主導地位，但是對于LPWAN提供商仍有一席之地，在某些單一的市場可能會掀起價格戰。