蜂窩技術(shù)可能引發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的下一個(gè)增長(cháng)浪潮

2021-05-19

蜂窩技術(shù)可能引發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的下一個(gè)增長(cháng)浪潮

工程師如何為IoT實(shí)施方案提供連通性可能會(huì )因項目而異，即使IoT部署在看似相同的設置中涉及相同的用例時(shí)，也是如此。

例如，由于物理環(huán)境的原因，兩個(gè)遠程設施中的兩組溫度傳感器可能會(huì )使用相似的藍牙傳感器并具有相似的RF部署策略，但是這兩種實(shí)現方式需要使用非常不同的技術(shù)才能將數據從那些傳感器傳遞到云中。那是因為無(wú)線(xiàn)基礎設施從一個(gè)位置到另一個(gè)位置變化很大，并且這可能迫使工程團隊對本來(lái)相同的項目使用兩種不同的連接策略。

上面的示例中的第一個(gè)遠程設施可能具有可用的Wi-Fi基礎結構，作為將數據回傳到本地服務(wù)器或來(lái)自藍牙傳感器的云的手段。同時(shí)，第二個(gè)設施可能無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)該基礎設施，并且必須依靠不同的基礎設施覆蓋，例如像LoRaWAN這樣的遠程技術(shù)進(jìn)行回程。兩種情況仍然需要能夠在溫度傳感器中的藍牙無(wú)線(xiàn)電與可用的回程連接基礎設施之間橋接。

無(wú)線(xiàn)基礎設施從一個(gè)位置到另一個(gè)位置，甚至在給定實(shí)施站點(diǎn)內從一個(gè)地點(diǎn)到另一個(gè)地點(diǎn)的這些差異，為每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)項目增加了一層復雜性。早期，工程團隊必須評估可用的基礎架構，根據可用和不可用制定連接策略，并針對這些情況自定義IoT部署。這需要很多時(shí)間和精力。如果在任何地方都可以使用單一的，統一的回程連接源，那將容易得多。

只要工程師一直致力于物聯(lián)網(wǎng)部署，他們就將蜂窩網(wǎng)絡(luò )視為這些項目的數據回程骨干。這是因為單元連接幾乎無(wú)處不在，具有很大的地理范圍，并且可以有效地穿透建筑物以支持內部部署。利用蜂窩基礎設施的物聯(lián)網(wǎng)幾乎可以部署在地圖上的每個(gè)位置，而部署物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的公司不需要構建該基礎設施。聽(tīng)起來(lái)很完美！

除了那不是完美的。阻礙了兩個(gè)問(wèn)題。消費類(lèi)設備（多媒體手機和平板電腦）驅動(dòng)的LTE連接的高性能本質(zhì)將使眨眼間耗盡傳感器等無(wú)線(xiàn)IoT設備的有限電池，除非它們像電池一樣每晚進(jìn)行供電或充電電話(huà)。數十萬(wàn)或數萬(wàn)個(gè)此類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)設備的蜂窩連接成本就像付一百萬(wàn)青少年的手機賬單一樣。這兩個(gè)缺點(diǎn)使蜂窩基礎設施無(wú)法用于幾乎所有物聯(lián)網(wǎng)部署的所有連接源，但是蜂窩標準的兩個(gè)新版本旨在克服這些障礙，從而擴大了用于物聯(lián)網(wǎng)的蜂窩連接的使用范圍。

專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)設計的兩個(gè)新的蜂窩協(xié)議是LTE-M和NB-IoT。它們是如何工作。但是，要知道的關(guān)鍵是，LTE-M和NB-IoT解決了過(guò)去兩個(gè)使蜂窩不實(shí)用的缺點(diǎn)：能源消耗和針對傳感器等IoT設備的不頻繁連接而優(yōu)化的連接。

LTE-M和NB-IoT與手機和平板電腦所使用的蜂窩版本始終在線(xiàn)的，耗電量大的架構不同，它們的設計非常有目的地，以保留IoT設備的電池壽命。盡管它們仍使用相同的LTE網(wǎng)絡(luò )，但它們的運行架構并不旨在與最近的基站建立連續連接-蜂窩連接設備的最大電池消耗之一。LTE-M和NB-IoT將該架構與其他電池保存功能結合在一起，使設備在現場(chǎng)的預期壽命達到10年或更長(cháng)。這解決了對基于蜂窩的物聯(lián)網(wǎng)的那些主要反對意見(jiàn)中的第一個(gè)。

LTE-M和NB-IoT還通過(guò)一種架構來(lái)解決數據成本問(wèn)題，該架構的運營(yíng)成本使其僅使用交付間歇性數據批處理所需的小區網(wǎng)絡(luò )，即可與其他類(lèi)型的連接競爭。與典型的單元連接設備相比，這可以最大程度地降低數據成本。LTE-M和NB-IoT還消除了從客戶(hù)和OEM的成本結構中擴展網(wǎng)絡(luò )基礎設施的費用。通過(guò)使用公共蜂窩網(wǎng)絡(luò )基礎架構，組織無(wú)需部署，擁有或維護網(wǎng)絡(luò )。這些成本由無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商承擔，這消除了物聯(lián)網(wǎng)部署的運營(yíng)成本。

這些技術(shù)針對IoT進(jìn)行優(yōu)化的另一種方式是，它們不需要傳統LTE設備使用的物理無(wú)線(xiàn)電和架構-因為IoT不需要高水平的處理，數據吞吐量和處理-從而降低了這些設備的成本。

通過(guò)消除對電池壽命和成本的擔憂(yōu)，LTE-M和NB-IoT使從事IoT項目的工程師最終擁有了自IoT出現以來(lái)令人垂涎的無(wú)處不在的統一基礎架構。無(wú)論您在哪里擁有酒吧，都可以擁有可利用相同數字基礎架構的物聯(lián)網(wǎng)。對于一長(cháng)串用例來(lái)說(shuō)，這是很重要的，包括食品和疫苗的冷供應鏈，遠程醫療設備的遠程醫療監控和工業(yè)設備的遠程監控-所有這些都面臨著(zhù)連接性難題，而這些難題都可以通過(guò)普遍存在的細胞連接性來(lái)解決。

對于從事蜂窩項目的工程師，您可能會(huì )意識到涉及該技術(shù)的項目的注意事項。例如，由于蜂窩無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的附加認證障礙，包括監管機構（例如FCC / IC等），網(wǎng)絡(luò )批準（例如PTCRB / GCF）和運營(yíng)商批準，因此對于任何與蜂窩連接的設備而言，認證可能都是艱巨的（例如AT＆T認證）。與預先認證的蜂窩IoT套接字調制解調器和經(jīng)驗豐富的無(wú)線(xiàn)設計合作伙伴合作，可以加快認證過(guò)程，從而幫助您完成這些步驟。

對于從事蜂窩物聯(lián)網(wǎng)項目的工程師來(lái)說(shuō)，另一條重要的建議是如何將LTE-M和NB-IoT與互補的短程技術(shù)（如藍牙）成功配對。藍牙是LTE-M和NB-IoT的特別吸引人的補充，因為藍牙可以與LTE-M / NB-IoT一起執行所有短距離設備到設備通信，并與LTE網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行回程通信，僅在需要時(shí)。對于將蜂窩技術(shù)與其他技術(shù)（例如藍牙）相結合的物聯(lián)網(wǎng)項目，應注意如何將多個(gè)無(wú)線(xiàn)電設備共置在一處，以確保性能，避免干擾問(wèn)題并確保獲得認證。但是，通過(guò)正確的RF建模，天線(xiàn)選擇和測試合作伙伴，可以輕松導航此過(guò)程。

蜂窩協(xié)議的兩個(gè)新版本終于使關(guān)于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的長(cháng)期夢(mèng)想成為現實(shí)，我希望看到將LTE網(wǎng)絡(luò )用作其數據骨干網(wǎng)的部署數量呈爆炸性增長(cháng)?，F在可以輕松地將IoT部署到手機上可以看到條形圖的任何地方，這肯定會(huì )為更大范圍的IoT部署打開(kāi)大門(mén)。