物聯網已提出很多年,之前有過多種名字,包括感測網、m2m、物聯網以及萬物互聯(ioe)。從2023年開始,感測網就出現在gartner的「hype cycle」中,到2023年gartner開始使用物聯網一詞,可以看出,物聯網炒作了很長時間。為什麼物聯網會抓住人們眼球這麼多年?大量傳統產業和科技人員意識到物聯網對未來社會的改變無疑支撐著這一概念,然而,可以預見,在專用於物聯網的低功耗廣域網路推進下,物聯網的「炒作」向落地轉型加速。
現有連線方案的弊端
在過去的時間裡,無線感測網路主要通過傳統的蜂窩網路或如wifi、mesh和本地射頻等區域網路解決方案來組織的。這些方案並未給物聯網的主流應用提供所需催化劑,有以下幾方面原因:首先,這些傳統的方式需要乙個有線的電源,這就把物聯網的很多場景限制在只有現成電力線或需要專門佈線的地方,所以只有那些能夠實現非常明顯的成本節約的應用才會使用這些方案;其次,在每乙個接入點上,它們只有有限的覆蓋區域和深度,因此各類應用僅限於位於無線接入源附近有限的區域,這就阻礙了很多應用接入的可能;第三,它們的成本很高,比如,即使經過這麼多年的發展、已有超過十億模組的出貨量,lte模組成本仍然高達40美元以上。另外,mesh網路需要先搭建整體網路才能使用;本地射頻方案需要每個企業要自行建設管理和維護無線基礎設施,在規模經濟的基礎上才是可行的。
低功耗廣域網路的作用
公共性的低功耗廣域網路(lpwan)連線可以非常有效地解決上述問題。低功耗廣域網路正如其名字一樣:無線覆蓋區域廣泛,但功耗非常低,另外,lpwan對終端低成本有非常大的貢獻。與2g、3g、lte蜂窩無線技術形成對比,lpwan只是窄帶網路,不過大量的物聯網裝置並不需要傳統蜂窩寬頻網路所設計和提供的資料吞吐量。實際上,根據james brehm &associates研究顯示,大概86%的物聯網裝置每月僅產生不超過3m的流量。
當然,仍有不少物聯網裝置需要更大頻寬,這些裝置應該由高頻寬無線解決方案來滿足;但是,大多數感測器只需要周期性地傳送幾百位元的資料,更適合使用lpwan。為了達到物聯網未來的巨集偉藍圖,我們需要機器和裝置能夠廣泛地連線。
換句話說,本文中所說的物聯網裝置需要通過乙個泛在的、專用於機器的無線網路來連線(就像我們當前的用於人與人之間語音和資料通訊的蜂窩網路一樣)。不論是傳統的蜂窩網路還是lpwan,一般都可以為物聯網連線提供公共網路方案。多年來,2g網路承擔著物聯網裝置連線的公共網路職責,不過,隨著越來越多的運營商逐漸關閉2g網路(如at&t宣布2023年底關閉2g網路服務),2g網路並不是乙個合適的物聯網專用網。
2023年成為低功耗廣域網路崛起之年
從多個角度來說,2023年都可以被認為是lpwan元年,在2023年,三大低功耗廣域網路玩家湧現出來:ingenu、sigfox和lora。每家提供此類技術的公司擁有不同技術,但都在不同領域證明著自己的可行性。
蜂窩網路玩家也加入lpwan的行列,他們通過3gpp的工作來建立符合低功耗廣域網路的標準(雖然已在**發布,實際上此前低功耗廣域蜂窩網路方案並不完善,比如功耗測量比較棘手,因為它收到太多的干擾,因此蜂窩網路解決方案的功耗問題仍然不確定)。從其開始開發基於蜂窩網路技術的低功耗廣域網路,這些**商們就承認傳統的蜂窩網路並不是物聯網連線的合適技術。
現在比較明確的是,低功耗廣域網路成為物聯網藍圖必不可少的部分。分析師和無線通訊運營商均承認低功耗廣域網路將佔據物聯網連線的很大一部分份額。
具體的lpwan連線數量並不是那麼重要,我們知道這個數量一定超過數十億級別。重要的是這些連線可以帶來的豐富應用,真實有用、效率提公升的應用是簡單的、具有伸縮性並直接或間接改變我們生活的。
總結一旦我們理解了物聯網如何提公升效率,我們就可以構建新的藍圖。一輛安裝了簡單感測器、無線連線方案和分析軟體的汽車就可以實現執行費用的節約,這個簡單的案例我們可以看到巨大的效率提公升,感測器資料收集具有關鍵作用。低功耗廣域網路讓長時間電池壽命、廣泛和深度的網路覆蓋以及低成本模組得以實現,從而為此類效益提公升服務。當蜂窩網路標準組織開始開發自己基於蜂窩技術的低功耗廣域網路時,他們宣稱低功耗廣域網路是適合物聯網的無線技術。
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