低功耗廣域網(wǎng)如何成就物聯(lián)網(wǎng)的未來

物聯(lián)網(wǎng)無線連接網(wǎng)絡(luò)正在蓬勃發(fā)展，以幫助滿足各種設(shè)備連網(wǎng)需求——從連網(wǎng)汽車和智能家居到智能照明和基礎(chǔ)設(shè)施。尤其是低功耗廣域網(wǎng)（ LPWAN）特別適合需要低功耗和超長(zhǎng)電池壽命并具有運(yùn)營(yíng)商級(jí)安全性的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

正在開發(fā)和部署中的幾種LPWAN技術(shù)——包括LTE—M和窄帶物聯(lián)網(wǎng) （NB—IoT），都可以支持此類物聯(lián)網(wǎng)連接需求。由于LPWAN將對(duì)未來物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的增長(zhǎng)產(chǎn)生重大影響，因此以下內(nèi)容您需要特別了解。

選擇適合的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)

構(gòu)建成功的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就是將連網(wǎng)需求與適合的技術(shù)或技術(shù)組合相匹配。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用類別，企業(yè)在選擇網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)時(shí)需要考慮六個(gè)關(guān)鍵因素：覆蓋范圍、數(shù)據(jù)吞吐量、移動(dòng)性、延遲、電池壽命和成本。

以吞吐量為例，它表示數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上交換的速率（或速度）。對(duì)于智慧城市停車收費(fèi)儀、照明管理或其他數(shù)據(jù)交換較少且可以接收高延遲的場(chǎng)景，數(shù)據(jù)吞吐量可能是較低的優(yōu)先級(jí)。但是，如果應(yīng)用程序針對(duì)流媒體、遠(yuǎn)程醫(yī)療或涉及視頻場(chǎng)景，那么選擇高吞吐量、低延遲網(wǎng)絡(luò)將是至關(guān)重要的。

低功耗技術(shù)優(yōu)勢(shì)

更低成本和更長(zhǎng)電池壽命一直是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)首要考慮問題。LTE—M和NB—IoT非常適合解決此類問題——甚至更多。本文我將集中討論這兩種網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)。

與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)連接技術(shù)相比，LPWAN技術(shù)更具明顯優(yōu)勢(shì)。由于廣域覆蓋和每個(gè)地區(qū)的多終端容量，預(yù)計(jì)總體網(wǎng)絡(luò)連接成本將大大低于傳統(tǒng)移動(dòng)寬帶連接成本。

此外，LTE-M和NB-IoT可以為許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供長(zhǎng)達(dá)10年的電池使用時(shí)間。雖然12至24小時(shí)的電池使用時(shí)間足以滿足消費(fèi)類可穿戴設(shè)備需求，但是遠(yuǎn)程資產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備則需要更長(zhǎng)的電池使用時(shí)間。例如，跟蹤供應(yīng)鏈中資產(chǎn)的智能設(shè)備電池每次可能需要使用7至30天以上時(shí)間，具體使用時(shí)間取決于運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸方式，比如陸路、海路和空中運(yùn)輸；還有簡(jiǎn)單開關(guān)或容器空余情況，例如監(jiān)控垃圾桶或液體儲(chǔ)存罐容量，設(shè)備需要在現(xiàn)場(chǎng)使用多年，而且需要單個(gè)電池同樣使用多年。

LPWAN的許可頻譜與免許可頻譜

LPWAN技術(shù)有兩大類：許可技術(shù)和免許可技術(shù)。

獲得許可的LPWAN技術(shù)利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有無線頻譜資源。移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商長(zhǎng)期以來一直持有在專用頻譜內(nèi)運(yùn)營(yíng)的許可證，專門用于無線通信。這就是他們提供給大型企業(yè)所期望的高度可靠、可擴(kuò)展和安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。NB-IoT和LTE-M都支持具有運(yùn)營(yíng)商級(jí)安全性的許可頻譜。

免許可LPWAN技術(shù)可以在指定頻段內(nèi)使用，只要它們符合與頻段相關(guān)規(guī)則即可。Wi-Fi路由器、無繩電話和其他通信設(shè)備也可以訪問免許可頻譜，這可能會(huì)造成信號(hào)干擾，進(jìn)而降低網(wǎng)絡(luò)性能。此外，免許可頻譜技術(shù)覆蓋范圍有限，還缺乏運(yùn)營(yíng)商級(jí)安全性，并且不總是支持雙向通信。因此，大多數(shù)免許可LPWAN技術(shù)不支持固件和軟件無線更新。

LTE-M和NB-IoT發(fā)展勢(shì)頭

據(jù)GSMA稱，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在全球范圍內(nèi)推出了58個(gè)商業(yè)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。GSMA預(yù)測(cè)到2025年將有18億個(gè)許可LPWAN連接。AT＆T去年在美國(guó)和墨西哥推出了LTE-M網(wǎng)絡(luò)，最近宣布準(zhǔn)備明年初在美國(guó)和在墨西哥推出NB-IoT。

LTE-M和NB-IoT是互為補(bǔ)充的低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。NB-IoT非常適合滿足數(shù)據(jù)需求有限用例的基本數(shù)據(jù)要求，而LTE-M支持更強(qiáng)大功能，可以提供更高帶寬、移動(dòng)性和LTE語音服務(wù)。它們都可以直接與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接，而且無需Wi-Fi登錄或藍(lán)牙配對(duì)。

NB-IoT最適用于簡(jiǎn)單的開關(guān)設(shè)備，包括智能停車計(jì)時(shí)器、智慧農(nóng)業(yè)傳感器、電表、工業(yè)監(jiān)控器和樓宇自動(dòng)化等。另一方面，LTE-M最適用于資產(chǎn)跟蹤器、車隊(duì)跟蹤、智能手表、報(bào)警面板、寵物跟蹤器、智能家用電器、病人監(jiān)護(hù)儀、公用事業(yè)儀表等。

展望未來

預(yù)計(jì)NB-IoT和LTE-M有望成為業(yè)界大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一部分。對(duì)NB-IoT和LTE-M的投資有助于企業(yè)確保他們提前為未來做好準(zhǔn)備。

LPWAN加快了物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新步伐并推動(dòng)了更大規(guī)模的設(shè)備部署，為全球建立廣泛生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴、設(shè)備和應(yīng)用程序基礎(chǔ)起到關(guān)鍵作用。