u-blox SARA-R540S模块专为关键通信而设计

当灾难来袭时，可靠的通信至关重要。应急响应人员需要能够交换信息以协调他们的响应。政府当局需要能够管理关键基础设施。电力公司需要能够控制电网。随着智能城市、智能电网和智能公用事业网络中连接的重要性日益增加，弹性蜂窝连接只会随着时间的推移变得更加紧迫——不仅是在发生灾难时，而且只是为了保持关键基础设施的正常运行和可靠运行日复一日。

例如，在欧洲，用于控制电网组件和所有其他关键基础设施的通信网络被强制要求在发生电源故障时至少 24 小时保持运行——远远超出大多数商业蜂窝网络的运行时间。网络可以提供。该地区的能源行业游说并最终赢得了解决方案：LTE450 ，它为 3GPP 第 16 版中使用语音通信、标准 LTE 和LTE-的低功率广域 （LPWA） LTE 通信带来了对 450 MHz 频段的特权访问M和NB-IoT。

在世界各地，国家当局正在向移动网络运营商拍卖 400 MHz 左右的频段，特别是 31、72、73、87 和 88 频段，以启用基于 LTE 或基于 LTE 的公共或专用蜂窝网络进行关键通信LTE 正在取代的传统 CDMA 技术。荷兰、波兰、爱尔兰、捷克共和国和爱沙尼亚、几个南美国家、南非和中东都是早期采用者。更多的欧洲国家可能会效仿。

450 MHz 频段的优势

450 MHz 频段的一个关键区别在于其长距离。大多数商用 LTE 频段位于 1 GHz 以上的某个地方。新兴的 5G 网络最北可达 39 GHz。高频提供更高的数据速率，例如，可以将高分辨率视频同时流式传输到任意数量的智能设备。但这些高数据速率的代价是：信号快速衰减，这需要密集的基站网络。

450 MHz 频段（与其相邻频段一样）位于频谱的另一侧。虽然像荷兰这样的国家可能需要几万个基站才能实现商业 LTE 信号的全地理覆盖，但 400 MHz 信号范围的扩大意味着只需几千个基站即可实现相同的覆盖。 因此，需要使用备用电源保持更多可管理数量的基站正常运行，以便在电源故障时继续连接关键设备。

射频信号在 450 MHz 频段内衰减的减少也是其穿透墙壁和其他固体材料增加的原因。特别是对于部署在室内、地下和其他难以到达的位置的智能电表和连接传感器，450 MHz 频段的超强穿透力带来了明显的优势。

最后，还有一个实际的好处：现有的基础设施。450 MHz 频段历史悠久，首先服务于专业模拟移动无线电 （PAMR） 网络，然后发展为服务于基于 CDMA 的网络，通常到达人口稀少国家的偏远角落，例如北欧或非洲农村地区。正因为如此，许多国家已经拥有足够的地面蜂窝基站来运行网络。

LTE450 不断增长的用例列表

借助针对任务和业务关键用例需求量身定制的弹性蜂窝通信网络，人们对扩大其范围以服务于越来越多的用例列表的兴趣激增。例如，在波兰，450 MHz 范围内的频段将形成一个专用无线网络，连接数百万个智能电表和数万个用于控制风力涡轮机和其他应用的 SCADA 系统。

在德国，除了管理智能电网负载所需的数百万台设备外，该网络还将为广泛的公共和私人公用事业（包括天然气和热力分配网络）提供语音和数据的弹性蜂窝通信通道。虽然与能源相关的用例将获得使用网络的最高优先级，但其他用户，例如紧急或医疗保健服务，可能能够在有空闲容量时接入频段。

展望未来，450 MHz 频段可能会服务于越来越多依赖弹性蜂窝网络的用例。例如，智能城市和交通控制基础设施都需要在停电时继续提供服务。保护弱势个人的智能医疗设备和保护贵重财产的安全服务也是如此。

专为关键通信而设计

为了在 450 MHz 频谱上进行通信，终端设备——智能电表、智能灯以及其他连接的传感器和执行器——都需要让网络听到自己的声音。为了实现这一点，3GPP 允许他们比其他频段大声喊叫，使用比其他频段更高的 26 dBm 功率等级（Power Class 2），最高可达 23 dBm（Power Class 3）。

u-blox SARA-R540S 模块基于u-blox 自己的UBX-R5 蜂窝 LTE-M 和 NB-IoT 芯片组，可在 450 MHz 频段上同时支持 Power Class 3 和 Power Class 2。除了广泛的标准 LTE-M 和 NB-IoT 频段外，该模块还支持 400 MHz 范围内的私有和公共频段，提供有源天线调谐以优化整个 LTE 频谱范围内的性能。

SARA-R540S 利用基于硬件的信任根和具有 u-blox 物联网安全即服务功能的轻量级预共享密钥管理系统，实现了完整的端到端安全性。

该模块旨在满足其许多目标用例的长寿命要求，在省电模式 （PSM） 下以不到 1 μA 的电流运行，并具有“最后喘息”功能，可在断电前发送最终消息例如，在停电期间或在发生篡改事件的情况下供电。

审核编辑：郭婷