物联网领域最具发展前景的通信技术

(原题目:物联网领域最具发展远景的通讯技术)

物联网时期的物物相连将会使百亿以上物体连入网络,这对传统上的两种通信技术,即近距离无线接入和移动蜂窝网提出了更高的要求。事实上,目前用于物联网发展的通信技术正在全球规模内开发,低功耗广域网通信技术(Low Power Wide Area,LPWA)中最具发展前景的通信网络技术有LoRa(超长距低功耗数据传输技术,Long Range)、 Sigfox(超窄带技术 )、NBIoT(基于蜂窝的窄带物联网,Narrow Band Internet of Things)。

LPWA是发展物联网的最佳取舍

根据市场研究公司Machina Research调研显示,2015年,全球物联网连接数量约为60亿个,根据这一速度,在2025年前,物联网连网设备数量将达到270亿个,以LPWA技术接入物联网的设备将盘踞11%份额。

爱破信移动市场讲演显示,2018年前,物联网接入设备数目将超过手机数量,即在280亿个入网设备中将有160亿个设备是物联网设备,2015年至2021年,物联网设备年均增速将达到23%。物联网领域中,增速最快的将是蜂窝物联网,接入设备的数量将从2015年的4亿个到达2021年的15亿个。

入网物体的行业属性及对数据的要求成为物联网开发商抉择不同连网解决计划的根据。例如,连接汽车需要较高的数据传输速度用于汽车与道路基础设施之间的交互,而对于装置在私人住宅里的电表则更实用低功耗、长半径、无需较高速数据传输能力的技术,由于电表每月数据传输量均不会超过100KB。目前,在物联网领域中,LPWA低功耗广域网通信技术简直是寰球公认的用于“万物互联”的较好的技术方案。这一技术可以确保大范畴的覆盖才能、模块化和较低的功耗,为M2M通信提供了较大的可能。

LoRaWAN的技巧特色

LoRaWAN(长间隔广域网或远程广域网Long Range widearea networks)是物联网范畴最受到关注的技术之一。该项技术存在低功耗、低本钱和远距离传输特点,能够衔接长时光运作,以电池供电工作可超过十年的装备。网络铺设所使用的频谱资源无需允许。与传统的挪动网络不同的是,LoRaWAN属于混杂网络,私家跟公共网络均可应用。

由思科、IBM、Sagecom、SemTech等众多提供商公司成立的LoRa联盟正在对LoRaWAN进行研发和标准化工作。LoRa联盟的重要义务是在LoRaWAN标准基础上为物联网运营商提供硬件和软件连接的解决方案。

LoRaWAN网络中,假如信号不阻碍,一个基站可覆盖100多公里,在有妨碍的情况下,根据地形和建造密度,一个基站可覆盖2到15公里。因此,如果要使LoRaWAN网络覆盖整个荷兰,只需要500个基站。设备间数据交互速度可达到300比特秒至100千比特秒,这一速度足以满意获取来自公共资源的数据,包括景象等信息。

2015年6月,LoRa同盟宣布了LoRaWAN 1.0,依据联盟数据显示,2016年第一季度,LoRaWAN网络已经在13个国家启动并在60个国度进行了测试。欧洲运营商 Orange公司以为,LoRa要优于所有竞争对手,并将在法国安排1.5万个基站对全法国进行笼罩。俄罗斯Everynet 公司正在一直推进LoRaWAN的标准化,LoRaWAN标准的网络已于2016年5月在俄罗斯喀山 Innopolis经济特区开端测试运行。特区政府代表指出,该项测试技术将在将来对全部城市内部包括住宅电表数据、泊车位数据、城市照明和途径保险信息进行主动化的收集。预计在2016年,LoRaWAN网络将覆盖整个俄罗斯,甚至扩展至欧亚经济联盟国家(白俄罗斯、哈萨克斯坦、亚美尼亚、吉尔吉斯)。网络提供商公司强调,这项技术的应用单是在照明领域就能节俭30%的成本。SenLab罗斯公司在2016年1月发布在莫斯科地域进行LoRaWAN网络的测试,跟着基站的铺设,该公司也在同时进行着对LoRaWAN网络中的传感器本地化的工作,用来减低终端设备成本。

Sigfox的技术特点

Sigfox网络的开发者是一家法国的同名公司,Sigfox公司成立于2009年,Sigfox网络使用的是超窄带技术(Ultra Narrow Band,UNB),该技术可提供简略、牢靠和兼具成本效益的设备通信网络,多用于少量信息数据的传输。Sigfox网络在欧洲使用868兆赫频段,在美国使用902兆赫,Sigfox也占有十分辽阔的覆盖面积,可达到50公里,功耗较低。

Sigfox网络用于智慧城市、智能楼宇、资产追踪、远程监控、把持和计量电能等领域,可为企业发明新的服务和贸易模式,创造更多的收入。连接到 Sigfox网络上的设备可以每周发送140条不超过12字节的信息,包括协议、设备功耗以及报警等。Sigfox网络与 LoRa均为网络和电信运营商供给物联网服务以及建设本人的 LPWA网络提供了强盛的生态体系。

2016年1月,Sigfox公司宣布在南极部署物联网,该公司将辅助比利时研讨小组研究影响气象变更的过程。学者们取得了45个长期自动工作模式电池的应用Sigfox网络的GPS追踪器,可以用于向基站发射探险队员坐标地位。2016年7月,Sigfox公司在整个拉丁美洲启动Sigfox物联网,并宣告将与墨西哥物联网公司进行配合。打算在2016年年底,将Sigfox物联网信号覆盖墨西哥首都,并在尽可能短的时间里在北美国家铺设Sigfox网络。截止到2016年8月,全球共计有21个国家(法国、西班牙、葡萄牙、荷兰、卢森堡、爱尔兰以及拉丁美洲国家)铺设了Sigfox网络,接入Sigfox网络的设备数量超过700万个,Sigfox公司预计于2016年年底前将铺设国家数量扩至30个。

根据现有移动技术开发的物联网技术

因为当前M2M设备对数据传输速度要求不高,因而现有移动网络用于物物相连的成本仍是比拟昂贵的。传感器和设备也因在移动网络和庞杂的协定中适度能量耗费,从而导致M2M设备中电池的疾速放电。现有蜂窝移动网络运用于物联网时还需要进行网络进级。目前,经由升级后利用于物联网的移动网络包含ECGSM(又称 ECGPRS, ECGSMIoT)、 eMTC(又称LTEM, LTE Cat.M1)和NBIoT。这些技术的独特毛病是运行时须要许可的频谱,数据传输自费对速度请求不高的设备来说绝对昂贵,LTE尺度下工作的设备价钱较高。长处是可以使用现有移动经营商的基本设施,支撑周游、多媒体实时设备的数据传输速度快。

ECGSM是一项基于GSM/GPRS/EDGE基础的技术,可使这一制式下大局部已安装的基站无需调换或升级硬件设备,其优势在于移动基础设施已经停当,大部门情形下只要要更新在网络节点上的软件,同时,GSM网络遍布全球,拥有最大的覆盖面。

eMTC是适用于LTE网络的物联网技术,其数据传入传出的速度可达到1兆秒。eMTC在价格、覆盖、自动运行期限以及与现有移动基础设施兼容性等指标更适用于民众物联网的应用,eMTC网络可在现有LTE网络基础上通过更新软件的方法进行建设。

NBIoT窄带物联网技术与LTE网络领有亲密的和谐性和兼容性。但支持这一技术需要建设新类型的接受器。NBIoT可提供很多主要的上风,包括支持超过10万个连接,设备电池寿命可长达10年,在GSM网络中广域覆盖比现有的网络增益20dB,通过彼此验证和加强的加密接口进步平安性,为运营商的物联网应用提供稳固前提。

总体上,每种3GPP网络都具备显明的优势,即移动生态系统拥有全球性,IT基础设施已经筹备就绪,许可频谱的使用可下降设备自身的成本等。但目前只有NBIoT得到了标准化,ECGSM和eMTC依然在等候标准化。

(原标题:物联网领域最具发展前景的通信技术)

本文起源:中国信息工业网国民邮电报 义务编纂:"王晓易NE0011"

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