شبکه گسترده کم مصرف (به انگلیسی:low-power wide-area network (LPWAN)) یک نوع شبکه گسترده مخابراتی و بی‌سیم است که به منظور ارتباطات طولانی مدت با نرخِ انتقال داده‌ی کم برای استفاده در بستر اینترنت اشیاء طراحی شده‌است. سرعت انتقال داده‌ی هر کانال در این نوعِ شبکه، بین ۰٫۳ کیلوبیت تا ۵۰ کیلوبیت بر ثانیه است.

فناوری شبکه گسترده کم مصرف در سال ۲۰۱۳ نه تنها به عنوان یک استاندارد جدید فناوری، بلکه به عنوان کلاس جدیدی از فن آوری های بی سیم پدید آمد که برای رفع نیازهای خاص بینِ ماشینی (M2M) و IoT بسیار مناسب می‌باشد. اکثر دستگاه های IoT ، به ویژه دستگاه های هوشمند شهری و صنعتی، به همان میزان سرعت و پهنای باندی که دستگاه های تلفن همراه از آن بهره‌مند هستند احتیاج ندارند. با این حال، آنها به ماندگاری شبکه های سنتی سلولی LTE نیاز دارند. در سال ۲۰۱۵ فناوری LPWA به عنوان گزینه‌ای برتر برای برنامه های IoT مورد توجه واقع شد. در همین حال انجمن صنعت بی سیم GSMA مجموعه ای از استانداردهای شبکه LPWA (LPWAN) را تعریف کرد تا به اپراتورهای شبکه کمک کند تا هزینه های خاص، پوشش و نیاز مصرفی برنامه های IoT را برآورده کنند. این استانداردها شامل استاندارد LTE-M و NB-IoT بود.

ویژگی های LPWAN:

دوربرد: محدوده عملیاتی از چند کیلومتر در مناطق شهری تا بیش از ۱۰ کیلومتر در مناطق روستایی متفاوت است.
کم مصرف: بهینه شده در مصرف برق؛ فرستنده‌های شبکه گسترده کم مصرف می‌توانند با استفاده از باتری‌های کوچک و ارزان تا ۲۰ سال کار کنند.
کم هزینه: پروتکل‌های ساده و سبک، پیچیدگی در طراحی و هزینه سخت‌افزار را کاهش داده‌اند. استفاده از توپولوژی ستاره‌ ای در محدوده طولانی و باندهای فرکانسی رایگان، نیازهای زیربنایی گران شبکه را کاهش می‌دهد.

چرا به فناوری LPWAN احتیاج داریم؟

فن آوری های شبکه گسترده کم مصرف، راهکارهای تجاری IoT را تقویت می کنند و یک شبکه بی سیم مقرون به صرفه و با کارایی بالا را فراهم می کنند که به بهترین نحو از شبکه های موجود استفاده میکند و از دسترسی جهانی و امنیت داخلی بهره می برد. این فناوری به طور خاص برای دستگاه های M2M و IoT ایجاد شده است. فناوری شبکه گسترده کم مصرف باعث کاهش مصرف انرژی و اتصال بی سیم دوربُرد می شود.

LPWAN چقدر کارآمد است؟

فناوری LPWAN به دستگاههای IoT اجازه می دهد تا با یک بار شارژ کامل باتری تا سقف 10 سال با اطمینان کامل کار کنند. این فناوری، برای راهکارهایی با محدودیت جابجایی که فاقد منبع قدرت قابل اطمینان برای شارژ مجدد هستند بسیار ایده‌آل است. فناوری های LPWAN برای استفاده در دستگاه های اندازه گیری، شهر هوشمند، مسیریابی و ردیابی، کشاورزی هوشمند و برنامه های کاربردی در ساختمانهای هوشمند ایده آل هستند.

فناوری LPWAN از انتقال داده در بسته های داده متناوب کوچک با اندازه ۱۰ تا ۱۰۰۰ بایت پشتیبانی می کند. این کار باعث افزایش کارایی و بهینه سازی سرعت از ۳ کیلوبیت تا ۳۷۵ کیلوبیت بر ثانیه می شود. از آنجا که شبکه های LPWA با قدرت و پهنای باند بیشتر و در یک منطقه بزرگتر کار می کنند، به زیرساخت ها و سخت افزار کمتری نیاز دارند که این موضوع به افزایش راندمان کاری و کاهش هزینه کمک می‌کند.

سه فناوری برتر LPWAN 

فناوری LPWAN در اشکال و اندازه های مختلفی وجود دارد: برای مثال ZigBee و SigFox و Nwave و LTE-M و NB-IoT. از بین تمام گزینه های موجود و در حال ظهور LTE-M و NB-IoT به عنوان فن آوری های برتر LPWAN برای برنامه های IoT مورد توجه ویژه قرار گرفته اند. این امر به دلیل بهره وری در هزینه و توانایی این استانداردها در تأمین طول عمر، امنیت شبکه و ایجاد شبکه های گسترده است.