What is NarrowBand IoT? - Netzgeschichten
距離第一台非官方的物聯網(IoT)設備問世以來,已經過去了近30年。1991年,劍橋大學特洛伊電腦實驗室樓下的咖啡壺,被改造成了聯網設備。
科學家們編寫了一套程式,並在咖啡壺旁邊安裝了一個便攜式攝影機,鏡頭對準咖啡壺,利用電腦圖像捕捉技術,將咖啡壺的狀態資訊,傳遞到實驗室的電腦上,以方便工作人員,隨時查看咖啡是否煮好,省去了上上下下查看的麻煩。
幾十年後的今天,物聯網還沒有從襁褓中走出來,只是慢慢朝著我們期待的大範圍內,被部署所發展。
在過去的10年裡,物聯網技術變得更加經濟有效。設備成本更便宜、更節能,體型也更小,而且功能也越來越優化,可以在物聯網架構中,扮演特定的角色,以創建新的業務模型。
在接下來的20年裡,我們可以將一萬億台設備,連接到網路上。連接的設備越多,就越能夠發現更多的業務改進機會,並利用物聯網,來實現這些機會。
現在,必要的物聯網技術已經接近成熟,功能性物聯網解決方案,也正在加速落地。一股物聯網的浪潮,已經開始衝擊市場,它們有著各種各樣的架構、功能集和應用程式。
雖然在投資物聯網硬體,或完整的物聯網解決方案時,需要考慮諸多因素,但瞭解物聯網感測器可用的協議,以及前瞻性的商業決策者,如何做出協議的最佳選擇,無論是目前還是長期,都是非常重要的。
如何選擇物聯網協議
物聯網協議,是物聯網系統節點使用的網路語言,對物聯網解決方案的,整體部署的可行性非常重要。協議規定了物聯網解決方案通信的範圍、格式和複雜性,並在確定成本和功能性方面,發揮關鍵作用。
因此,如果你對部署你自己的物聯網感興趣,那應該如何選擇一個適合的需求和規模的協議呢?有兩個關鍵要素需要考慮:
功耗——感測器需要在電池供電的情況下,使用幾天、幾個月或幾年?他們需要多久發送一次數據?是否考慮使用一次性設備,還是使用可替換或可充電的電池?
連通性——通信必須覆蓋哪些範圍,以及它們需要在每條消息中發送多少數據?蜂窩網路供應商,是否能維護我們的連接,或者你更願意建構私有網路來運行數據?當物聯網部署的需求涉及連通性時,通常會考慮:最低要求的物聯網設置?用於聯網的是家庭或辦公室?是否可在普通WiFi網路上運行?所有組件均需連續供電?
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對於需要小容量數據傳輸的較大區域,如農場、校園或城市,獨立的低功耗廣域網(LPWAN)是最理想的解決方案——LoRaWAN和SigFox是最流行的兩種低功耗廣域網。當談到覆蓋區域和跨越邊界時,像NB-IoT或Cat-M這樣的蜂窩協議,可能看起來更實用。
當涉及到功耗、覆蓋範圍和成本時,兩者各有優缺點。
讓我們研究一下LPWAN技術的具體用例,以及蜂窩物聯網部署,以瞭解這些協議,應用於未來物聯網解決方案的優缺點。
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LPWAN優化的區域網路
如果需要管理一個大型項目,如建築項目、煉油廠周燈類似的項目,工作人員需要在危險的環境中進行工作時,那跟蹤這些工作人員就是很有必要的。
可能你已經考慮,啓用自己的物聯網。也許是經營著一家工廠或倉庫;也許是管理著一個農場,或其他農業領域;也許是負責著一個大的學校或政府建設項目。
在所有這些行業中,物聯網將產生持久的商業影響,可以創造更高效的流程、節省資金並創造新的收入。對於連接區域,比單個小建築物更大的網路,LPWAN技術通常更具優勢。
如果用戶部署了一個LoRaWAN網路,而不是連接到蜂窩物聯網,那麼很可能支付相同或更少的費用,且在部署中擁有更多的元素。雖然成本效益模式,將根據業務模式而有所不同,但是LPWAN,通常會為用戶所期望的覆蓋區域,提供一個專用區域網路:用戶擁有所有的設備、網路,和透過網路傳輸的數據。所以,當蜂窩網路宕機或發射塔故障時,用戶不必擔心物聯網部署失敗,也不必等待供應商來修復它。
若用戶安裝了自己的LPWAN,那麼當出現問題時,用戶將負責監視、支持、維護和修理。用戶還必須確定如何保護自己的網路。鑒於這些原因,強烈建議你們去部署一個LPWAN,該LPWAN包含打包在一起的整個解決方案。
這意味著感測器、Gateway、雲和應用程式,是由一家公司創建的,而不是零碎組裝的。其優點是,所有的東西都是預先整合的,可以安全地一起工作。
另一個顯著的區別是,與蜂窩數據包不同,LPWAN傳輸並不總是等待接收確認。這可能是一種優勢,也可能是一種劣勢。用戶可以在沒有確認的情況下,在系統上獲得更多的數據,但有時會因為網路擁塞,而丟失數據包。
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最熱門的兩個LPWAN協議,是LoRaWAN和SigFox。在這兩家公司中,LoRaWAN和LoRa技術,近年來成長最快,未來五年的成長潛力也最大。
SigFox主要在歐洲營運,與LoRaWAN相比,SigFox的數據有效負載更小,因此每台設備的功耗比LoRaWAN要低,但也限制了SigFox用戶,使用LoRa技術應用某些行業的關鍵功能,如執行器支持和即時更新。
對於LoRa和LoRaWAN來說,優點就是廣泛支持、多功能性和前景。500多家領先的科技公司,加入了LoRa聯盟。LoRa技術正在不斷發展,以適應不斷優化的物聯網解決方案,和新的用例。
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遠端物聯網與蜂窩協議
想像一下,您正在從事備災或環境監測工作,需要從感測器和數據源,組成的跨區域網路分析資訊。或者你經營一家租賃公司,需用一種方法,在一個不可預知的廣闊空間裡,更密切地跟蹤你的設備和車輛。在這些用例中,蜂窩物聯網可以改變遊戲規則,從遙遠的端點收集數據。
雖然有可能出現其他技術,並獲得仍在發展中的市場佔有率,但佔據最多市場佔有率,和討論最多的兩種協議是Cat-M和NB-IoT。
其中,窄頻物聯網(NB-IoT)的電池功耗低,訂閱價格可能更低。它提供了更接近LoRa配置要求的低功耗通信,和數據大小,從而更容易實現物聯網提供商,對LPWAN和蜂窩用例的相容性。
相反,Cat-M可滿足更高的數據速率,和低延遲通信,如果用戶需要從特定的物聯網設備收集大文件,或將大量更新推送到物聯網端點,Cat-M不失為最佳選手。Cat-M可滿足高品質的語音,並將更多地應用於即時應用程式,如車聯網。
蜂窩物聯網協議提供了一種在區域、全國性,甚至跨大陸範圍內,利用物聯網數據的方法,而不需要預先建立Gateway來覆蓋區域。
相反,供應商已有的基地台,將傳輸物聯網數據。這也意味著物聯網系統,將會有和蜂窩網路一樣的盲點,如果網路連接被中斷——出於維護、訂閱限制、緊急情況或其他原因,用戶的物聯網系統也會宕機。儘管如此,部署的易用性和覆蓋範圍,常常是消費者選擇它的理由。
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前景
NB - IoT和Cat-M協議的普及程度,還有待觀察。這兩者的推出時間都相對較短,而且還在不斷成長,兩者的可用性,將在很大程度上,取決於電信商的規劃。
最終,NB-IoT的低功耗通信,將為大多數人以合適的成本,提供正確的效益,並最終使其它蜂窩協議相形見絀。然而,LPWAN和LoRaWAN仍有一席之地,特別是對於那些想要覆蓋大片地區,或擁有專用網路的公司。
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也許我們將看到更多的物聯網公司,轉向與協議無關的模型。在這種模型中,用戶不需要針對要部署的物聯網解決方案,來選擇通信協議,感測器可以支持多協議。
1 comments:
很有優勢的物聯網產品
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