物联网技术百花齐放 如何选择看业务需求

作者:程琳琳 责任编辑:刘婷宜 2017.08.15 17:28 来源:通信世界全媒体

目前,人与人的通信已经可以做到便捷、低价,而人与物的通信方兴未艾。在物联网时代,如果要实现万物互联,最先面临的是选用何种无线连接技术。

物联网领域无线连接技术多样,低功耗广域网络(如NB-IoT、eMTC和LoRa)与低功耗局域网络(如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee)各有所长,未来或成互补态势,如何选择应看业务需求。

低功耗广域网各有所长

对于低功耗广域网技术而言,NB-IoT、eMTC和LoRa技术是目前比较成熟的技术。3种技术各有优劣,在实际应用场景中可以实现互补。

NB-IoT是基于3GPP协议的蜂窝物联网技术,带宽仅200kHz,可直接部署于GSM或LTE网络,基于授权频段,可采取带内、保护带或独立载波3种部署方式,与现有网络共存。但NB-IoT不支持连接态下的小区切换或重定向,仅能在空闲态下进行小区重选。

NB-IoT具备四大特点,一是广覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有GSM网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持5万个连接;三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是低成本,当NB-IoT模组出货量超千万后,模组成本可降至5美元以下。

eMTC也是蜂窝物联网技术,带宽为1.4MHz,支持上下行最大1Mbit/s峰值速率,能够支持更加丰富的应用(如VoLTE),可支持连接态小区切换,现网部署可通过4G网络软件升级的方式实现。但eMTC的覆盖较NB-IoT差9dB,比NB-IoT功耗大、连接数低。

LoRa使用免授权的ISM频段,网络架构简单,运营成本低,最大覆盖距离可达20km,数据速率可达50kbit/s,模组功耗低,成本低,可自组网。但LoRa基于非授权频段容易造成网络拥塞。

从技术特性来看,NB-IoT更适合抄表等业务,eMTC更适合实现人的通信,而LoRa基于非授权频段,更适合自组网。未来,企业可根据应用场景选择相应的技术。

低功耗局域网各有千秋

在低功耗局域网方面,Wi-Fi、蓝牙、ZigBee是比较成熟的技术,比较适合智能家居环境的应用。

蓝牙常用于可穿戴设备,目前最新的蓝牙5.0版本传输速度上限为2Mbit/s,理论上蓝牙发射和接收设备之间的有效工作距离可达300米。蓝牙技术已全面支持mesh网状网络,能提供多对多设备传输,并特别提高构建大范围网络覆盖的通信效能,适用于楼宇自动化、无线传感器网络等需要让数以万计个设备在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案。

在终端方面,蓝牙技术具有成本低的优势,每年生产十几亿部的智能手机几乎全部搭载蓝牙4.0,如此庞大的体量降低了蓝牙协议、蓝牙芯片的软硬件研发成本。

Wi-Fi基于IEEE 802.11协议,最高覆盖半径可达100米,传输速率54Mbit/s,但是功耗相对较高,适用于大规模、大范围的数据传输和信号覆盖,Wi-Fi是高数据速率应用的最佳选择,可以传送音频和视频流。

ZigBee基于IEEE 802.15.4协议,可嵌入各种设备,最大传播速度250kbit/s、覆盖范围75米,低功耗、低成本,可自组网,协议简单。与蓝牙的点对点传输方式相比,ZigBee协议的优势在于自组网能力,最多支持65000个设备组网。对于智能家居来说,ZigBee协议的安全性很高,至今全球尚未出现一起破解先例。

由技术特性可以看出,蓝牙更适合应用在个人穿戴设备以及人与周围物体通信方面,Wi-Fi更适合大速率传输,而ZigBee更多应用在传感器的信息传输方面。由此可以看出,低功耗广域网技术未来也可与低功耗局域网技术融合发展,形成互补态势,满足更多的业务需求。


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