廣域網(wǎng)技術實施的標準是怎樣的

低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）是發(fā)展最快的物聯(lián)網(wǎng)通信技術，也是全球物聯(lián)網(wǎng)連接的主要驅(qū)動因素。隨著各種低功耗廣域網(wǎng)解決方案和供應商的出現(xiàn)，為物聯(lián)網(wǎng)項目選擇合適的技術方案并非易事。為了幫助您選擇正確的解決方案，我們正在制作一個由兩部分組成的幫助文章系列。在第一篇文章中，我們將討論根據(jù)您用例和需求選擇最佳低功耗廣域網(wǎng)技術的十大標準。

1、可靠性

工業(yè)級可靠性的重要性怎么強調(diào)都不過分，尤其是在關鍵任務應用中。高接收速率和最小的數(shù)據(jù)包丟失消除了重新發(fā)送消息的需要，即使在不利的條件下也是如此。這可確保重要數(shù)據(jù)快速到達，同時提高了能耗效率。

對于在日益擁擠、無許可證頻譜中運行的低功耗廣域網(wǎng)技術來說，抗干擾能力是確保高可靠性的先決條件。低功耗廣域網(wǎng)的技術設計確定了在流量較高時避免干擾或數(shù)據(jù)包沖突的能力，從而提高了整體接收率。

2、安全性

消息機密性、身份驗證和完整性是網(wǎng)絡安全的核心要素。多層端到端加密應該嵌入到網(wǎng)絡中，以保護消息機密性，防止竊聽和潛在的泄露。

高級加密標準（AES）是一種輕量級、功能強大的加密算法，用于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)加密。通常，可使用128位AES為通過空中接口（從終端節(jié)點到基站）的數(shù)據(jù)通信建立網(wǎng)絡級安全性。同時，用于回程連接的傳輸層安全（TLS）協(xié)議提供了一個補充安全層，以保護基于IP的數(shù)據(jù)向云傳輸。

最安全的低功耗廣域網(wǎng)技術還包括嚴格的消息認證機制，以確認消息的真實性和完整性。這可以確保只有有效的設備才能通過您的網(wǎng)絡進行通信，并且在傳輸過程中消息不會被篡改或更改。

3、網(wǎng)絡容量

龐大的網(wǎng)絡容量使您能夠在不影響服務質(zhì)量的情況下根據(jù)數(shù)據(jù)采集點不斷增長的需求進行擴展。此外，由于低功耗廣域網(wǎng)技術的無線覆蓋范圍幾乎相同，因此網(wǎng)絡容量成為基礎設施覆蓋范圍的重要指標。單個基站支持的終端設備和日常消息越多，您需要的基礎設施就越少。

有效利用有限的無線電頻譜或頻譜效率對于實現(xiàn)較大的網(wǎng)絡容量很重要。在這種情況下，具有最小帶寬使用量的超窄帶方法提供了非常高的頻譜效率，允許更多的消息適合于分配的頻帶而不會彼此重疊。（來源物聯(lián)之家網(wǎng)）同時，采用異步通信的低功耗廣域網(wǎng)系統(tǒng)需要一種緩解方案，以防止隨著消息數(shù)量和傳輸頻率的增加而發(fā)生數(shù)據(jù)包沖突（即自干擾）。

4、電池壽命

電池壽命對您的總擁有成本和公司的可持續(xù)發(fā)展目標有重大影響。雖然低功耗廣域網(wǎng)技術共享減少功耗的通用方法，但不同系統(tǒng)的電池壽命差異很大。這是由于空中無線電時間（或消息的實際傳輸時間）存在顯著差異，鑒于傳輸是最耗電的活動，這一點尤其重要。在基于蜂窩的低功耗廣域網(wǎng)中，具有高開銷和握手要求的同步通信也會很快耗盡電池電量。

5、移動支持

沿傳播路徑移動的設備、移動基站或移動障礙物都是導致分組錯誤的多普勒頻移和深度衰落的源頭。缺乏抗多普勒效應能力的低功耗廣域網(wǎng)技術只能支持來自靜止或緩慢移動的終端設備的數(shù)據(jù)通信。這限制了它們在特定物聯(lián)網(wǎng)用例（如物聯(lián)網(wǎng)車隊管理）中的適用性。類似地，這些網(wǎng)絡可能無法連接在快速變化環(huán)境中運行的節(jié)點，例如安裝在高速公路旁的設備，并且當車輛的行駛速度超過100公里/小時。

6、公共網(wǎng)絡與專有網(wǎng)絡

在選擇低功耗廣域網(wǎng)解決方案時，您還需要考慮哪種更適合您的需求——公共網(wǎng)絡還是專有網(wǎng)絡。網(wǎng)絡運營商運營的公共低功耗廣域網(wǎng)的最大優(yōu)勢是節(jié)省基礎設施成本。然而，公共低功耗廣域網(wǎng)意味著您將依賴于提供商的網(wǎng)絡覆蓋范圍，而這往往離全球覆蓋還很遠。公共低功耗廣域網(wǎng)在許多區(qū)域都留下了覆蓋范圍的盲區(qū)，并且在網(wǎng)絡邊緣運行的節(jié)點經(jīng)常遭受連接不可靠的困擾。（來源物聯(lián)之家）另一方面，專用網(wǎng)絡允許最終用戶根據(jù)自己的需求在網(wǎng)絡設計和覆蓋范圍上靈活地進行快速部署。公共網(wǎng)絡的另一個主要缺點是集中式后端和云服務器上的數(shù)據(jù)隱私問題。

7、專有與標準

通過支持多個硬件供應商，并采用軟件定義方法的行業(yè)標準低功耗廣域網(wǎng)技術有助于避免供應商鎖定問題，同時促進長期互操作性。因此，采用者可以靈活地適應未來的技術趨勢和不斷變化的公司需求。通過嚴格的評估流程，由標準開發(fā)組織標準化和認可的解決方案還提供了有保證的可信度和服務質(zhì)量。

8、工作頻率

工作頻率是選擇低功耗廣域網(wǎng)技術時要考慮的另一個因素，因為它會大大影響網(wǎng)絡性能。由于許可頻段的高成本壁壘，大多數(shù)低功耗廣域網(wǎng)供應商利用無許可的工業(yè)、科學和醫(yī)療（ISM）頻段來加快技術開發(fā)和部署。

盡管當今有許多ISM頻段可用，但2.4GHz頻段和亞GHz頻段之間存在一些主要差異。通常，工作在2.4 GHz的低功耗廣域網(wǎng)提供更高的數(shù)據(jù)吞吐量，但代價是距離和電池壽命更短。最重要的是，2.4 GHz無線電波對建筑物的穿透力較弱，并受到更高的同頻干擾。

9、數(shù)據(jù)速率

每個物聯(lián)網(wǎng)應用都有不同的數(shù)據(jù)速率要求，應根據(jù)正在考慮的低功耗廣域網(wǎng)解決方案進行衡量。值得注意的是，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控應用具有相當高的延遲容限，只需要定期傳輸數(shù)據(jù)即可。由于更快的數(shù)據(jù)速率往往伴隨著范圍和功耗的權衡，因此選擇最能平衡這些標準的解決方案將有利于投資回報。

10、負載大小可變

有效負載或用戶數(shù)據(jù)大小應該由實際的物聯(lián)網(wǎng)應用需求驅(qū)動，而不是由某項技術固定。負載大小可變的低功耗廣域網(wǎng)解決方案允許用戶將新的用例無縫集成到他們現(xiàn)有的網(wǎng)絡基礎架構中，而不管負載需求如何。

歸根結底，低功耗廣域網(wǎng)解決方案背后的技術和技術設計決定了它在上述標準中的性能。在本系列的第二篇文章中，我們將深入探討四個主要的低功耗廣域網(wǎng)技術組，以及它們?nèi)绾翁峁┻@些參數(shù)。敬請期待！

來源：物聯(lián)之家網(wǎng)