物聯(lián)網(wǎng)中的五種無線技術(shù)介紹

IHS報告重點介紹了五種值得關(guān)注的無線技術(shù)，它們分別是Wi-Fi(802.11ax)、NB-IoT和LTE Cat M1、藍牙Mesh、LoRa和5G。我接下來簡要介紹一下它們將在哪里勝出以及它們能提供什么。

據(jù)IHS Markit的一份報告顯示，無線技術(shù)——包括無線局域網(wǎng)(WLAN)、藍牙、蜂窩和低功耗無線，將占2018年連接集成電路(IC)出貨量的55%。這實際上與2017年相比略有下降，2017年售出的通信芯片中有60%來自于無線技術(shù)。但是隨著越來越多的設(shè)備需要與網(wǎng)絡(luò)或相互通話，通信芯片的整體市場正在快速上升。

這只是開始。IHS報告重點介紹了五種值得關(guān)注的無線技術(shù)，它們分別是Wi-Fi(802.11ax)、NB-IoT和LTE Cat M1、藍牙Mesh、LoRa和5G。我接下來簡要介紹一下它們將在哪里勝出以及它們能提供什么。

藍牙Mesh：這種相對較新的無線技術(shù)對消費者和工業(yè)環(huán)境都有好處，因為它利用了藍牙的普及性(它在任何地方的手機上)，并賦予它網(wǎng)格功能以擴展無線范圍。這意味著客戶可以使用藍牙設(shè)備創(chuàng)建一個更有彈性的網(wǎng)絡(luò)，即使您想要和20或30英尺以外的設(shè)備互動，并可以傳輸數(shù)據(jù)。這也是電池供電設(shè)備的絕佳選擇，因為藍牙比Wi-Fi或蜂窩技術(shù)耗電量更少。初創(chuàng)公司正在使用藍牙Mesh進行室內(nèi)導航、廣告、位置跟蹤和其他新的使用案例，尤其是當他們想用手機與消費者互動時。您會在燈泡、電燈開關(guān)、醫(yī)療設(shè)施和零售店看到它，不過當您需要傳輸大量數(shù)據(jù)(如視頻或圖像文件)時，您將不會看到它，因為藍牙吞吐量低于其他無線技術(shù)。

Wi-Fi(802.11ax)：我們都知道Wi-Fi，而Wi-Fi(802.11ax)只是它的最新版本。它提供了令人難以置信的快速數(shù)據(jù)速率和技術(shù)，有助于在一個有大量設(shè)備同時通信的環(huán)境中管理信息在不同Wi-Fi信道上的傳輸方式。如果沒有管理多個設(shè)備并幫助它們共享頻譜的技術(shù)，來自視頻流的數(shù)據(jù)包可能會在傳感器數(shù)據(jù)包通過時被延遲。這項技術(shù)還有其他元素，可以幫助降低功耗，并使用多個天線提高容量?；旧?，這種標準的Wi-Fi比以前更快、更智能，當網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)十臺設(shè)備時，智能很有用。

一般來說，無論您談?wù)摰氖悄姆N版本W(wǎng)i-Fi，該技術(shù)都適用于需要傳輸大量數(shù)據(jù)的設(shè)備，想想視頻和大圖像文件。但Wi-Fi對傳感器而言非常糟糕，因為它會快速消耗電池電量，而且對于放置在偏遠地區(qū)的傳感器，Wi-Fi通常愛莫能助。另外，市場上許多連網(wǎng)設(shè)備帶有舊的Wi-Fi模塊，無法應對當今的網(wǎng)絡(luò)壓力，這也是一個挑戰(zhàn)。從消費者家庭到工業(yè)環(huán)境，您都可以找到Wi-Fi，不過，在沒有電力或可靠寬帶連接的地方通常是找不到它，例如采礦營地，農(nóng)民的田地等。

NB-IoT和LTE Cat M1：這是兩種通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相對少量數(shù)據(jù)的蜂窩移動標準，它們是低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)無線技術(shù)的一部分。NB-IoT的數(shù)據(jù)傳輸速率非常低(例如，每秒只能發(fā)送250千比特)，而它的蜂窩表弟LTE Cat M1則以1 Mbps的速率發(fā)送更多數(shù)據(jù)。雖然它們經(jīng)常被放在一起談?wù)?，但LTE Cat M1本質(zhì)上更接近我們所了解和喜愛的蜂窩移動數(shù)據(jù)，而且移動運營商可以在現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)上快速部署它。而NB-IoT則需要在移動塔上進行更多的操作，包括設(shè)備和軟件升級。

因為這些是蜂窩移動技術(shù)，所以它們可以覆蓋更廣泛的區(qū)域，并確保通信網(wǎng)絡(luò)的安全，同時比Wi-Fi或傳統(tǒng)移動消耗更少的能量。然而，這些模塊仍然很昂貴(運營商正在與芯片制造商合作，以獲得5美元的模塊價格)，與運營商合作以獲得低廉的價格可能是一個挑戰(zhàn)。您將看到航運公司、車隊管理公司以及跟蹤全球或全國范圍內(nèi)高價值物品運輸?shù)男袠I(yè)使用NB-IoT和LTE Cat M1。醫(yī)療機構(gòu)也將使用這些和其他LTE技術(shù)用于某些美國食品藥品監(jiān)督管理局批準的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，特別是患者在家使用的醫(yī)療輔助設(shè)備。您還將看到運營商使用NB-IoT技術(shù)支持的家庭安全傳感器，尤其是在歐洲。

歐洲和亞洲目前在NB-IoT領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，特別是中國，而美國運營商則主要關(guān)注LTE Cat M1的部署。

LoRa：如果蜂窩式LPWAN看起來太昂貴，Wi-Fi太耗電，藍牙Mesh太本地化，那么LoRa就是您要的技術(shù)，LORA網(wǎng)絡(luò)可以長距離傳輸少量數(shù)據(jù)。它們能發(fā)送多少數(shù)據(jù)取決于它們?nèi)绾握{(diào)整功耗和距離，但它大約是25 kbps甚至更低。雖然LoRa是一個開放標準，但是LoRa芯片只有Semetch(美國)公司可以生產(chǎn)，這對于整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而言是絕對不是好的兆頭。

LoRa網(wǎng)絡(luò)還需要網(wǎng)關(guān)設(shè)備和某人來管理，這就是為什么我們看到像Comcast這樣的公司甚至是運營商為客戶創(chuàng)建基于LoRa網(wǎng)絡(luò)的原因。對于不需要每天多次ping網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備來說，這項技術(shù)通常更好，也因此它不太適合跟蹤常用的對象，并且很可能會在校園中使用。您會看到LoRa被用于倉庫、校園，甚至農(nóng)場，以便從需要檢查的傳感器或設(shè)備中獲取讀數(shù)。

5G：IHS在報告中提到了這一點，我對這個想法感到有點沮喪，因為5G可以是各種各樣的東西。在固定移動環(huán)境下，5G可以為城市和郊區(qū)的家庭和公寓提供超高速寬帶。在工廠環(huán)境中，它可以提供令人難以置信的低延遲，這可以說服一些制造公司將其用于自動化流程，而不是有線技術(shù)。在移動世界中，它有潛力提供足夠的帶寬，以實現(xiàn)自動駕駛。因此，雖然5G是一項值得關(guān)注的令人興奮的技術(shù)，但很難說它能在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中找到第一個或最佳用例。

物聯(lián)網(wǎng)如今還使用了幾十種其他無線技術(shù)，有些技術(shù)會隨著時間推移而逐漸失去市場份額，例如，ZigBee和Z-Wave，很可能會看到藍牙Mesh將承擔這些技術(shù)所扮演的一些角色，但在未來的五到七年內(nèi)，它們?nèi)詫⒗^續(xù)存在。其他技術(shù)，如Sigfox和Ingenu等專有的LPWAN技術(shù)，可能會被LoRa和蜂窩移動占據(jù)市場份額。

對我來說，物聯(lián)網(wǎng)無線領(lǐng)域中更大的問題是，與使用未經(jīng)許可頻譜的技術(shù)相比，蜂窩移動能夠走得多遠，比如Wi-Fi、藍牙，甚至是LoRa。我認為蜂窩移動永遠不會消失，但是運營商需要調(diào)整他們的商業(yè)模式和價格，以適應數(shù)十億連網(wǎng)設(shè)備的時代，即使是那些價值不高的設(shè)備。更有可能的是，運營商將繼續(xù)尋找高價值的設(shè)備和服務(wù)，以證明其定價和模塊的高成本。而無許可頻譜技術(shù)則越來越聰明，可以為大多數(shù)連網(wǎng)設(shè)備提供足夠好的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。