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物联网应用的发展最新技术:5G、NB-IoT、LoRa

2019-12-23

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  物联网(IoT)是通过互联网无缝通信的连接的“智能”设备的网络,正在改变我们的生活和工作方式。在农场,无线物联网传感器可以将有关土壤水分和养分的信息传输给全国的农业专家。物联网警报系统配备了可使用多年的电池,可为房主提供长期保护。适用于人和宠物的可穿戴健身设备可以监控活动水平并提供有关心率和呼吸的反馈。尽管这些应用程序有不同的用途,但它们都有一个共同的特点:对强大连接的依赖。

  寻求连接解决方​​案的IoT利益相关者包括无线电和芯片组制造商、平台供应商、设备制造商,以及各个行业中购买IoT支持产品以供自用或向公众出售的公司。这些公司现在可以从30多种不同的连接选项中进行选择,这些选项具有不同的带宽、范围、成本、可靠性和网络管理功能。种类繁多,再加上不断发展的技术要求,形成了难题。如果利益相关者将赌注押在一个连接选项上,而另一个则成为主流,那么他们的物联网设备,应用程序和解决方案将很快过时。如果他们不愿看到连通性格局如何演变,他们可能会落后于更具侵略性的竞争对手。

  蜂窝5G网络(现已完善)最终可能成为IoT连接的通用解决方案。尽管现在一些全球电信网络和工业应用都使用5G,但是由于开发和部署成本高昂,该技术至少要五年才能广泛使用。到2025年,与物联网相关的年度经济收益预计将达到3.9万亿至11.1万亿美元,因此企业无法承受将物联网投资推迟到5G到来之时。

  为了帮助企业领导者确定最能满足其当前需求的连接解决方​​案,我们分析了13个行业,其中包括IoT应用很普遍的汽车、制造、建筑和消费领域。在每个部门,我们都专注于针对可能的用例的连通性要求,换句话说,就是最适合物联网解决方案的任务或活动。然后,我们为每个解决方案确定了最相关的连接解决方​​案。此外,我们研究了可能影响连接格局如何演变的业务因素,以及强大的连接策略的要素。

  在考虑其用于IoT连接的选项时,公司必须从以下四个类别中选择解决方案:无执照;低功耗,广域(LPWAN);蜂窝状和外星人。公司可能会发现很难在这些技术中进行选择,因为每个物联网用例都对带宽,范围和其他连接功能提出了独特的要求。LPWAN选件也很难评估,因为它们仍处于部署的早期阶段,其全部潜力和弊端只有在大规模实施后才会变得显而易见。

  未经许可的连接解决方​​案这些解决方案未专门授予特定公司许可,允许公众在使用此技术的任何IoT设备上访问它们。未经许可的解决方案相对便宜,并且允许企业管理自己的网络,而不是依靠移动运营商来管理。不利的一面是,未经许可的技术容易受到电气或环境障碍物(例如,可能干扰信号传输的大量建筑物)的干扰。他们还面临着难以提供长距离(超过100米)连接的困难。公司提供了多种用于非许可连接的选择,所有这些都有独特的功能。例如,Wi-Fi(也许是最著名的非许可选项)的带宽高达每秒1GB。高于蓝牙、Zigbee、低功耗、广域连接LPWAN技术相对较新。顾名思义,它们具有两个特征:

  • 低电量。假设它们每小时收集和分析数据并考虑到电池自放电和退化的典型影响,它们可以使设备运行多年。
  • 广泛的领域。这些技术从网关设备到端点至少提供500米的信号范围。在具有挑战性的部署环境(例如城市或地下位置)中,覆盖率最低。

  LPWAN技术除了提供较长的电池寿命和广泛的使用范围外,还可靠且成本低廉。没有其他技术可以同时提供这四个特征。例如,无执照技术不可靠,而蜂窝技术价格昂贵,并且一次充电无法提供多年的电力。因此,LPWAN满足了物联网连接中未满足的需求。

  LPWAN网络目前覆盖全球人口的20%,因此它们无法在未来五年内成为默认解决方案,但是其可用性正在迅速增长。到2022年,我们预计大多数物联网应用程序将使用LPWA网络,这将使连接选择变得更加混乱。(届时5G仍将无法广泛使用)。

  一些公司已经开发了专有的LPWAN技术,包括Ingenu(以前称为On-Ramp Wireless),Link Labs,LoRa,Sigfox和Weightless。第三代合作伙伴计划(第三代合作伙伴计划)是一家开发连接性准则的组织,它也在努力标准化由许多或所有移动设备,芯片组和模块制造商支持的几种非专有技术。其中包括窄带物联网(NB-IoT),这是最新的LPWAN选项,是专门为物联网开发的。其他非专有技术包括LTE机器类型的通信(用户设备类别1、0和M),扩展覆盖的GSM(EC-GSM)和低吞吐量网络。

标签 物联网 NB-IoT

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