物聯(lián)網(wǎng)中的五種無線技術(shù)介紹

IHS報(bào)告重點(diǎn)介紹了五種值得關(guān)注的無線技術(shù)，它們分別是Wi-Fi(802.11ax)、NB-IoT和LTE Cat M1、藍(lán)牙Mesh、LoRa和5G。我接下來簡要介紹一下它們將在哪里勝出以及它們能提供什么。

據(jù)IHS Markit的一份報(bào)告顯示，無線技術(shù)——包括無線局域網(wǎng)(WLAN)、藍(lán)牙、蜂窩和低功耗無線，將占2018年連接集成電路(IC)出貨量的55%。這實(shí)際上與2017年相比略有下降，2017年售出的通信芯片中有60%來自于無線技術(shù)。但是隨著越來越多的設(shè)備需要與網(wǎng)絡(luò)或相互通話，通信芯片的整體市場正在快速上升。

這只是開始。IHS報(bào)告重點(diǎn)介紹了五種值得關(guān)注的無線技術(shù)，它們分別是Wi-Fi(802.11ax)、NB-IoT和LTE Cat M1、藍(lán)牙Mesh、LoRa和5G。我接下來簡要介紹一下它們將在哪里勝出以及它們能提供什么。

藍(lán)牙Mesh：這種相對較新的無線技術(shù)對消費(fèi)者和工業(yè)環(huán)境都有好處，因?yàn)樗昧怂{(lán)牙的普及性(它在任何地方的手機(jī)上)，并賦予它網(wǎng)格功能以擴(kuò)展無線范圍。這意味著客戶可以使用藍(lán)牙設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)更有彈性的網(wǎng)絡(luò)，即使您想要和20或30英尺以外的設(shè)備互動(dòng)，并可以傳輸數(shù)據(jù)。這也是電池供電設(shè)備的絕佳選擇，因?yàn)樗{(lán)牙比Wi-Fi或蜂窩技術(shù)耗電量更少。初創(chuàng)公司正在使用藍(lán)牙Mesh進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航、廣告、位置跟蹤和其他新的使用案例，尤其是當(dāng)他們想用手機(jī)與消費(fèi)者互動(dòng)時(shí)。您會(huì)在燈泡、電燈開關(guān)、醫(yī)療設(shè)施和零售店看到它，不過當(dāng)您需要傳輸大量數(shù)據(jù)(如視頻或圖像文件)時(shí)，您將不會(huì)看到它，因?yàn)樗{(lán)牙吞吐量低于其他無線技術(shù)。

Wi-Fi(802.11ax)：我們都知道Wi-Fi，而Wi-Fi(802.11ax)只是它的最新版本。它提供了令人難以置信的快速數(shù)據(jù)速率和技術(shù)，有助于在一個(gè)有大量設(shè)備同時(shí)通信的環(huán)境中管理信息在不同Wi-Fi信道上的傳輸方式。如果沒有管理多個(gè)設(shè)備并幫助它們共享頻譜的技術(shù)，來自視頻流的數(shù)據(jù)包可能會(huì)在傳感器數(shù)據(jù)包通過時(shí)被延遲。這項(xiàng)技術(shù)還有其他元素，可以幫助降低功耗，并使用多個(gè)天線提高容量?；旧?，這種標(biāo)準(zhǔn)的Wi-Fi比以前更快、更智能，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)處理數(shù)十臺(tái)設(shè)備時(shí)，智能很有用。

一般來說，無論您談?wù)摰氖悄姆N版本W(wǎng)i-Fi，該技術(shù)都適用于需要傳輸大量數(shù)據(jù)的設(shè)備，想想視頻和大圖像文件。但Wi-Fi對傳感器而言非常糟糕，因?yàn)樗鼤?huì)快速消耗電池電量，而且對于放置在偏遠(yuǎn)地區(qū)的傳感器，Wi-Fi通常愛莫能助。另外，市場上許多連網(wǎng)設(shè)備帶有舊的Wi-Fi模塊，無法應(yīng)對當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)壓力，這也是一個(gè)挑戰(zhàn)。從消費(fèi)者家庭到工業(yè)環(huán)境，您都可以找到Wi-Fi，不過，在沒有電力或可靠寬帶連接的地方通常是找不到它，例如采礦營地，農(nóng)民的田地等。

NB-IoT和LTE Cat M1：這是兩種通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相對少量數(shù)據(jù)的蜂窩移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，它們是低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)無線技術(shù)的一部分。NB-IoT的數(shù)據(jù)傳輸速率非常低(例如，每秒只能發(fā)送250千比特)，而它的蜂窩表弟LTE Cat M1則以1 Mbps的速率發(fā)送更多數(shù)據(jù)。雖然它們經(jīng)常被放在一起談?wù)?，但LTE Cat M1本質(zhì)上更接近我們所了解和喜愛的蜂窩移動(dòng)數(shù)據(jù)，而且移動(dòng)運(yùn)營商可以在現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)上快速部署它。而NB-IoT則需要在移動(dòng)塔上進(jìn)行更多的操作，包括設(shè)備和軟件升級(jí)。

因?yàn)檫@些是蜂窩移動(dòng)技術(shù)，所以它們可以覆蓋更廣泛的區(qū)域，并確保通信網(wǎng)絡(luò)的安全，同時(shí)比Wi-Fi或傳統(tǒng)移動(dòng)消耗更少的能量。然而，這些模塊仍然很昂貴(運(yùn)營商正在與芯片制造商合作，以獲得5美元的模塊價(jià)格)，與運(yùn)營商合作以獲得低廉的價(jià)格可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。您將看到航運(yùn)公司、車隊(duì)管理公司以及跟蹤全球或全國范圍內(nèi)高價(jià)值物品運(yùn)輸?shù)男袠I(yè)使用NB-IoT和LTE Cat M1。醫(yī)療機(jī)構(gòu)也將使用這些和其他LTE技術(shù)用于某些美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，特別是患者在家使用的醫(yī)療輔助設(shè)備。您還將看到運(yùn)營商使用NB-IoT技術(shù)支持的家庭安全傳感器，尤其是在歐洲。

歐洲和亞洲目前在NB-IoT領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，特別是中國，而美國運(yùn)營商則主要關(guān)注LTE Cat M1的部署。

LoRa：如果蜂窩式LPWAN看起來太昂貴，Wi-Fi太耗電，藍(lán)牙Mesh太本地化，那么LoRa就是您要的技術(shù)，LORA網(wǎng)絡(luò)可以長距離傳輸少量數(shù)據(jù)。它們能發(fā)送多少數(shù)據(jù)取決于它們?nèi)绾握{(diào)整功耗和距離，但它大約是25 kbps甚至更低。雖然LoRa是一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)，但是LoRa芯片只有Semetch(美國)公司可以生產(chǎn)，這對于整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而言是絕對不是好的兆頭。

LoRa網(wǎng)絡(luò)還需要網(wǎng)關(guān)設(shè)備和某人來管理，這就是為什么我們看到像Comcast這樣的公司甚至是運(yùn)營商為客戶創(chuàng)建基于LoRa網(wǎng)絡(luò)的原因。對于不需要每天多次ping網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備來說，這項(xiàng)技術(shù)通常更好，也因此它不太適合跟蹤常用的對象，并且很可能會(huì)在校園中使用。您會(huì)看到LoRa被用于倉庫、校園，甚至農(nóng)場，以便從需要檢查的傳感器或設(shè)備中獲取讀數(shù)。

5G：IHS在報(bào)告中提到了這一點(diǎn)，我對這個(gè)想法感到有點(diǎn)沮喪，因?yàn)?G可以是各種各樣的東西。在固定移動(dòng)環(huán)境下，5G可以為城市和郊區(qū)的家庭和公寓提供超高速寬帶。在工廠環(huán)境中，它可以提供令人難以置信的低延遲，這可以說服一些制造公司將其用于自動(dòng)化流程，而不是有線技術(shù)。在移動(dòng)世界中，它有潛力提供足夠的帶寬，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。因此，雖然5G是一項(xiàng)值得關(guān)注的令人興奮的技術(shù)，但很難說它能在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中找到第一個(gè)或最佳用例。

物聯(lián)網(wǎng)如今還使用了幾十種其他無線技術(shù)，有些技術(shù)會(huì)隨著時(shí)間推移而逐漸失去市場份額，例如，ZigBee和Z-Wave，很可能會(huì)看到藍(lán)牙Mesh將承擔(dān)這些技術(shù)所扮演的一些角色，但在未來的五到七年內(nèi)，它們?nèi)詫⒗^續(xù)存在。其他技術(shù)，如Sigfox和Ingenu等專有的LPWAN技術(shù)，可能會(huì)被LoRa和蜂窩移動(dòng)占據(jù)市場份額。

對我來說，物聯(lián)網(wǎng)無線領(lǐng)域中更大的問題是，與使用未經(jīng)許可頻譜的技術(shù)相比，蜂窩移動(dòng)能夠走得多遠(yuǎn)，比如Wi-Fi、藍(lán)牙，甚至是LoRa。我認(rèn)為蜂窩移動(dòng)永遠(yuǎn)不會(huì)消失，但是運(yùn)營商需要調(diào)整他們的商業(yè)模式和價(jià)格，以適應(yīng)數(shù)十億連網(wǎng)設(shè)備的時(shí)代，即使是那些價(jià)值不高的設(shè)備。更有可能的是，運(yùn)營商將繼續(xù)尋找高價(jià)值的設(shè)備和服務(wù)，以證明其定價(jià)和模塊的高成本。而無許可頻譜技術(shù)則越來越聰明，可以為大多數(shù)連網(wǎng)設(shè)備提供足夠好的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。