简析应用于物联网中的那些联网技术

（文章来源：strongerHuang）

物联网无线接入技术种类众多，包括Zigbee、WiFi、蓝牙等短距离通信技术和LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT等长距无线通信技术。其中，受业界青睐的低功耗广域技术LPWA既包括广域非授权频谱技术LoRa和SigFox，也包括授权频谱的eMTC和NB-IoT等。

NB-IoT是指窄带物联网(Narrow Band Internet of Things)技术，是一种低功耗广域(LPWA)网络技术标准，基于蜂窝技术，用于连接使用无线蜂窝网络的各种智能传感器和设备，聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。NB-IoT技术可以理解为是LTE技术的“简化版”，NB-IoT网络是基于现有LTE网络进行改造得来的。

LTE网络为“人”服务，为手机服务，为消费互联网服务；而NB-IoT网络为“物”服务，为物联网终端服务，为产业互联网（物联网）服务。NB-IoT使用License频段，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，与现有网络共存，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

NB-IoT是基于LTE网络的技术，所以在现网LTE网络的基础上进行改造，就可以很快组网，很快扩大覆盖。目前各大运营商仍在大力推动LTE网络建设，也有利于NB-IoT的覆盖改善。强连接在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。

NB-IoT室内覆盖能力强，比LTE提升20dB增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。从市场数据来看，2017年华为海思推出Boudica120国内第一颗NB-IoT芯片至今，累积出货2000万颗，而其他国内NB-IoT芯片厂家总出货量不超过1000万颗。

从发展现状来看，截至今年5月底，全球已有84张NB-IoT网络商用（GSMA），全球模组种类已超过100种，成为全球应用最广的物联网技术之一。国内NB-IoT用户数已经达到3000万。同时，国内的消费级物联网硬件销售额预计在2022年超过3000亿美元，年复合增长率超过20%。NB-IoT市场仍然格局未定，产业链上下游厂商都想抓住这个市场机会，分得NB-IoT市场一杯羹。

但NB-IoT依旧面临着性能指标夸大、网络覆盖不佳、商业模式存在问题、心态浮躁等诸多问题和挑战，是NB-IoT市场扩展受阻的主要原因。为了进一步推动NB-IoT的发展进程，国内运营商都在大力部署NB-IoT基站，2019年，我国预计将建成90万个NB-IoT基站、到2020年将建成超过150万个NB-IoT基站、到2025年NB-IoT基站规模将达到300万。

此外，国外众多运营商也纷纷支持NB-IoT，Vodafone、德国电信、软银等几十家运营商均已经部署了NB-IoT商用网络，美国T-Mobile也已经宣布商用了NB-IoT，全球运营商的创新先锋AT&T和Verizon，也积极进行NB-IoT的商用试点。对于NB-IoT的未来走向，可以预见NB-IoT还会与现有网络共存共生。当产业走到万物互联的5G时代，NB-IoT也将迎来了新的发展机遇。

LoRa的名字是远距离无线电（Long Range Radio），作为一种线性调频扩频的调制技术，最早由法国几位年轻人创立的一家创业公司Cycleo推出，2012年Semtech收购了这家公司，并将这一调制技术封装到芯片中，基于LoRa技术开发出一整套LoRa通信芯片解决方案，包括用于网关和终端上不同款的LoRa芯片，开启了LoRa芯片产品化之路。

不过，仅仅一个基于LoRa调制技术的收发芯片还远不足以撬动广阔的物联网市场，在此后的发展历程中，由于多家厂商发起的LoRa联盟，以及推出不断迭代的LoRaWAN规范，催生出一个全球数百家厂商支持的广域组网标准体系，从而形成广泛的产业生态。

推动这一生态的相关技术标准、产品设计、应用案例等都是多个厂商共同参与的过程，这些也是形成目前庞大产业生态更为关键的元素，而它们并不属于Semtech 单个公司所有，比如LoRaWAN规范是一个全球多个厂商共同参与的开放标准，任何组织或个人都可以根据这一规范进行产品开发和网络部署。

相较于大多数的网络采用网状拓朴，易于不断扩张网络规模，但缺点在于使用各种不相关的节点转发消息，路由迂回，增加了系统复杂性和总功耗。LoRa采用星状拓朴（TMD组网方式），网关星状连接终端节点，但终端节点并不绑定唯一网关，相反，终端节点的上行数据可发送给多个网关。理论上来说，用户可以通过Mesh、点对点或者星形的网络协议和架构实现灵活组网。
（责任编辑：fqj）