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为什么低功耗WAN是物联网应用的首选?

2019-09-17 16:26 次阅读

希望推出和扩展物联网应用的企业无需等待超高速无线技术。低功率广域网(LPWAN)的广泛可用性和吸引力正在引起人们越来越多的兴趣和使用。

LPWAN是一个涵盖了多种成熟技术的总称,可用于支持由传感器等设备组成的长距离物联网应用。这种设备(每台售价约为5到10美元)使用电池将少量关键数据传输到一个中心位置,并且可以持续10年。

这些核心功能的支持技术包括窄带物联网(NB-IoT)、LoRaSigFox、Ingenu的随机相位多址(RPMA)、 LTE-M和无重量。

LPWAN正在成为支持物联网应用的全球现象。IHS Markit估计,2018年仅部署了1.5亿个LPWAN链路,预计到2023年,这一数字将以63%的复合年增长率增长到17亿个链路。

注意:为了避免混淆,LoRa是技术基础,LoRaWAN是无线通信标准,其中包含了这种广泛支持的LPWAN物联网方法。

虽然高速4G和5G无线服务首先关注的是消费者,但非常低速的LPWAN却被广泛应用于为企业、市政当局等提供工业物联网应用。

到目前为止,公用事业公司已经使用LPWAN从管道和其他分销网络收集少量关键数据。这有助于企业远程监控和管理条件。用于跟踪资产(例如车辆)以及通常其内容的垂直运输中的使用正在增加。

那么,是什么促使企业使用LPWAN呢?

选择:鉴于未来一年预计将有大量设备连接到LPWAN,企业可以期望网络运营商提供多种服务选项。这也应该使公司受益,因为有许多类型的物联网设备,具有不同的连接能力。

一些技术公司直接与网络运营商合作部署LPWAN服务,而其他技术公司则提供服务以及为企业构建私有网络的选择。

采购: LPWAN网络选项包括DIY选择和即服务方法(不需要公司购买和管理现场设备和软件)。企业还可以选择托管服务选项,网络运营商可以处理LPWAN操作,监控和管理的大多数方面。

频谱: NB-IoT LPWAN在许可的LTE频段中运行,LoRa、Sigfox和RPMA网络使用未经许可的频谱。Sigfox和RPMA使用工业,科学和工业(ISM)频段的频谱。

服务质量:由于NB-IoT使用许可频谱,使用该技术的网络可以提供有保证的服务质量(QoS)。并非所有应用程序都需要它,但该功能不能与使用未经许可的频谱的LoRa和Sigfox相提并论。

数据速率:众所周知,企业LPWAN不需要为其支持的物联网应用程序提供高最大数据速率。但是,支持一系列最高速率,Sigfox的额定速率为100 bps,LoRa的速率为50 kbps,NB-IoT的速率为200 kbps。

覆盖范围:早期,LPWAN已被用于支持长距离连接设备(如管道监控)的应用。然而,最近,诸如抄表之类的物联网应用(其不需要广泛的地理覆盖范围)已经发挥作用。

企业需要将LPWAN技术的覆盖范围纳入其应用创建和部署计划中,因为它们支持城市和乡村环境中的不同距离。

Sigfox可以跨越10公里的城市和40公里的乡村,而LoRa可以覆盖5公里的城市情景和20公里的农村情景。NB-IoT提供最短的距离覆盖范围,城市地区为1公里,农村为10公里。这使得它成为三重奏的最低射程和覆盖能力的选择。

密度:在扩展LPWAN时,每个单元的设备密度可能是一个问题。例如,NB-IoT每个小区可以支持大约100,000个设备。企业应用程序架构师还需要确定需要多少个基站来支持他们的承诺。

安全性:在评估网络选项时始终是最重要的考虑因素,安全性可能意味着LPWAN领域的许多事情。在加密方法方面,LoRa和RPMA支持AES 128位加密,而NB-IoT使用LTE加密。

漫游:最初连接到一种类型的LPWAN的设备漫游到另一种设备的能力目前正在进行中。该功能被视为最初允许设备从公共到公共或私有到网络漫游。

用于漫游的用例包括国际商业应用,例如跟踪跨越国界的货物等移动资产。可能需要使用不同协议的运营商之间的网关。

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