物聯(lián)網(wǎng)的到來(lái)如何讓萬(wàn)物都連上網(wǎng)絡(luò)

幾十年前，誰(shuí)會(huì)想到恒溫器、冰箱、門(mén)鎖、車庫(kù)門(mén)、電燈，甚至寵物都可以連接到互聯(lián)網(wǎng)，并且可以隨時(shí)隨地通過(guò)智能手機(jī)輕松訪問(wèn)？任何以電力或電池、太陽(yáng)能供電并有網(wǎng)絡(luò)連接的東西，都可以很容易地加入不斷增長(zhǎng)和擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)之中。

無(wú)線連接設(shè)備

電信業(yè)與無(wú)線連接物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的大肆炒作圍繞5G、LTE-M、EC-GSM-IoT和NB-IoT等術(shù)語(yǔ)展開(kāi)；但應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，還有其他無(wú)線方式連接設(shè)備，如Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee、近場(chǎng)通信（NFC）、Z-Wave等。所最終選擇的無(wú)線技術(shù)取決于以最低成本解決應(yīng)用需求，特別是考慮到連網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量時(shí)，例如，通過(guò)每年花費(fèi)1美元以上的技術(shù)連接1億件物品，而沒(méi)有選擇最低成本的網(wǎng)絡(luò)連接方式，每年將會(huì)浪費(fèi)大量金錢(qián)。這就是為什么會(huì)使用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且將依賴于使用案例的原因了。

例如，從應(yīng)用角度來(lái)看，地理覆蓋范圍、數(shù)據(jù)速率、端到端延遲、安全性、電池壽命和其他指標(biāo)因素將決定WiFi是否比藍(lán)牙更有意義。從傳感器到數(shù)據(jù)中心的路徑（處理收集的傳感器數(shù)據(jù)）可能會(huì)跨越多個(gè)不同協(xié)議，例如，手腕上的健身監(jiān)視器收集數(shù)據(jù)（心跳、步數(shù)），通過(guò)藍(lán)牙將其發(fā)送到智能手機(jī)，然后再通過(guò)WiFi將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。在這個(gè)特定應(yīng)用中，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以代替WiFi使用，但是由于成本較高，通常不會(huì)使用。

要想物聯(lián)網(wǎng)獲得成功，需要一種經(jīng)濟(jì)有效的方式來(lái)連接那些需要長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間、經(jīng)常從難以到達(dá)地方傳輸少量數(shù)據(jù)的設(shè)備。而移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)并不是為傳輸少量數(shù)據(jù)、且數(shù)據(jù)傳輸不頻繁用例而設(shè)計(jì)或優(yōu)化的。

未來(lái)是低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN ）

盡管5G被吹捧為連網(wǎng)設(shè)備和支持新的和更智能用例的靈丹妙藥，但已經(jīng)有可行的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)低功耗廣域（LPWA）網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)專門(mén)為滿足獨(dú)特物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)性能要求而設(shè)計(jì)的。LPWA協(xié)議提供低功耗、低成本、廣域覆蓋和足夠的數(shù)據(jù)速率，以連接各種類型的傳感器，同時(shí)定期收集數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到存儲(chǔ)和處理位置，例如MEC節(jié)點(diǎn)、區(qū)域數(shù)據(jù)中心或位于非常遠(yuǎn)的中央數(shù)據(jù)中心。

3GPP提供了三種以物聯(lián)網(wǎng)為中心的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，每種標(biāo)準(zhǔn)都使用授權(quán)頻段，使其比未經(jīng)授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)（如WiFi ）更安全、更可靠。統(tǒng)稱為L(zhǎng)PWA的三種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是eMTC（也稱為L(zhǎng)TE-M）、NB-IoT和EC-GSM-IOT。

根據(jù)GSMA，標(biāo)準(zhǔn)化的LPWA技術(shù)具有幾個(gè)特征，使它們對(duì)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)用例特別有吸引力。

▲低功耗

▲設(shè)備單位成本低

▲提高室內(nèi)/室外穿透性

▲安全連接和強(qiáng)身份認(rèn)證

▲優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸支持小型和間歇性的設(shè)備數(shù)據(jù)塊

▲簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜筒渴?/p>

▲集成到統(tǒng)一/物聯(lián)網(wǎng)/M2M平臺(tái)

▲用于容量升級(jí)的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性

這些特性適用于許多低功耗應(yīng)用，例如：牲畜跟蹤、設(shè)備監(jiān)控和控制、自動(dòng)售貨機(jī)監(jiān)控、車輛資產(chǎn)跟蹤、煙霧探測(cè)器、報(bào)警系統(tǒng)、停車傳感器、智能照明和能源監(jiān)控。

新興5G

NB-IoT和LTE-M網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)并將繼續(xù)部署用于物聯(lián)網(wǎng)用例，而EC-GSM-IoT使用2G網(wǎng)絡(luò)，不過(guò)世界上大多數(shù)地區(qū)開(kāi)始舍棄，其商業(yè)上的成功可能非常有限。

對(duì)于需要完全移動(dòng)性、每秒千兆位的極高數(shù)據(jù)速率/或僅幾毫秒超低延遲的新興物聯(lián)網(wǎng)使用情境，5G顯然成為首要選擇。與4G/LTE相比，5G承諾將數(shù)據(jù)速率提高100倍，連接性提高100倍，延遲降低10倍，聰明的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)人員無(wú)疑會(huì)找到新的創(chuàng)新使用方式。

連網(wǎng)設(shè)備的崛起

目前有多種不同方式可以無(wú)線連接設(shè)備，從延長(zhǎng)2G壽命的EC-GSM-IoT到4G的增強(qiáng)版LTE-M，以及閃亮登場(chǎng)的新5G網(wǎng)絡(luò)。這些選項(xiàng)使移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商能夠以合理的價(jià)格為目標(biāo)市場(chǎng)提供最佳連網(wǎng)服務(wù)，以確保商業(yè)成功，最終目標(biāo)是連接數(shù)百億臺(tái)設(shè)備，并創(chuàng)建大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)。