物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)百花齊放 如何選擇看業(yè)務需求
目前,人與人的通信已經(jīng)可以做到便捷、低價,而人與物的通信方興未艾。在物聯(lián)網(wǎng)時代,如果要實現(xiàn)萬物互聯(lián),最先面臨的是選用何種無線連接技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域無線連接技術(shù)多樣,低功耗廣域網(wǎng)絡(如NB-IoT、eMTC和LoRa)與低功耗局域網(wǎng)絡(如Wi-Fi、藍牙、ZigBee)各有所長,未來或成互補態(tài)勢,如何選擇應看業(yè)務需求。
低功耗廣域網(wǎng)各有所長
對于低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)而言,NB-IoT、eMTC和LoRa技術(shù)是目前比較成熟的技術(shù)。3種技術(shù)各有優(yōu)劣,在實際應用場景中可以實現(xiàn)互補。
NB-IoT是基于3GPP協(xié)議的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),帶寬僅200kHz,可直接部署于GSM或LTE網(wǎng)絡,基于授權(quán)頻段,可采取帶內(nèi)、保護帶或獨立載波3種部署方式,與現(xiàn)有網(wǎng)絡共存。但NB-IoT不支持連接態(tài)下的小區(qū)切換或重定向,僅能在空閑態(tài)下進行小區(qū)重選。
NB-IoT具備四大特點,一是廣覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡增益20dB,相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域的能力;二是具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個扇區(qū)能夠支持5萬個連接;三是更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;四是低成本,當NB-IoT模組出貨量超千萬后,模組成本可降至5美元以下。
eMTC也是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),帶寬為1.4MHz,支持上下行最大1Mbit/s峰值速率,能夠支持更加豐富的應用(如VoLTE),可支持連接態(tài)小區(qū)切換,現(xiàn)網(wǎng)部署可通過4G網(wǎng)絡軟件升級的方式實現(xiàn)。但eMTC的覆蓋較NB-IoT差9dB,比NB-IoT功耗大、連接數(shù)低。
LoRa使用免授權(quán)的ISM頻段,網(wǎng)絡架構(gòu)簡單,運營成本低,最大覆蓋距離可達20km,數(shù)據(jù)速率可達50kbit/s,模組功耗低,成本低,可自組網(wǎng)。但LoRa基于非授權(quán)頻段容易造成網(wǎng)絡擁塞。
從技術(shù)特性來看,NB-IoT更適合抄表等業(yè)務,eMTC更適合實現(xiàn)人的通信,而LoRa基于非授權(quán)頻段,更適合自組網(wǎng)。未來,企業(yè)可根據(jù)應用場景選擇相應的技術(shù)。
低功耗局域網(wǎng)各有千秋
在低功耗局域網(wǎng)方面,Wi-Fi、藍牙、ZigBee是比較成熟的技術(shù),比較適合智能家居環(huán)境的應用。
藍牙常用于可穿戴設(shè)備,目前最新的藍牙5.0版本傳輸速度上限為2Mbit/s,理論上藍牙發(fā)射和接收設(shè)備之間的有效工作距離可達300米。藍牙技術(shù)已全面支持mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡,能提供多對多設(shè)備傳輸,并特別提高構(gòu)建大范圍網(wǎng)絡覆蓋的通信效能,適用于樓宇自動化、無線傳感器網(wǎng)絡等需要讓數(shù)以萬計個設(shè)備在可靠、安全的環(huán)境下傳輸?shù)奈锫?lián)網(wǎng)解決方案。
在終端方面,藍牙技術(shù)具有成本低的優(yōu)勢,每年生產(chǎn)十幾億部的智能手機幾乎全部搭載藍牙4.0,如此龐大的體量降低了藍牙協(xié)議、藍牙芯片的軟硬件研發(fā)成本。
Wi-Fi基于IEEE 802.11協(xié)議,最高覆蓋半徑可達100米,傳輸速率54Mbit/s,但是功耗相對較高,適用于大規(guī)模、大范圍的數(shù)據(jù)傳輸和信號覆蓋,Wi-Fi是高數(shù)據(jù)速率應用的最佳選擇,可以傳送音頻和視頻流。
ZigBee基于IEEE 802.15.4協(xié)議,可嵌入各種設(shè)備,最大傳播速度250kbit/s、覆蓋范圍75米,低功耗、低成本,可自組網(wǎng),協(xié)議簡單。與藍牙的點對點傳輸方式相比,ZigBee協(xié)議的優(yōu)勢在于自組網(wǎng)能力,最多支持65000個設(shè)備組網(wǎng)。對于智能家居來說,ZigBee協(xié)議的安全性很高,至今全球尚未出現(xiàn)一起破解先例。
由技術(shù)特性可以看出,藍牙更適合應用在個人穿戴設(shè)備以及人與周圍物體通信方面,Wi-Fi更適合大速率傳輸,而ZigBee更多應用在傳感器的信息傳輸方面。由此可以看出,低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)未來也可與低功耗局域網(wǎng)技術(shù)融合發(fā)展,形成互補態(tài)勢,滿足更多的業(yè)務需求。