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5G只是物联网连接方案之一，并非适合所有应用

5G只是物联网连接方案之一，并非适合所有应用 千家网楼宇自控绿色建筑
2020-07-08
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导读：随着公共运营商将其新基础架构扩展到更多地区，5G无线世界的鼓声越来越高。
by Pete Bartolik 2nd July 2020
本文的主要内容：

  1. 在移动网络运营商(MNO)领域，5G正逐渐成为第五代移动网络标准，以最终主导无线电话、移动宽带等。

  2. 5G NR技术价格过高，并不不适合所有应用。

  3. 虽然毫米波5G NR在许多物联网应用中都具有超能力，但低功率WAN(LPWAN)可以支持一系列产生低数据流量和电池电量有限的设备。

随着公共运营商将其新基础架构扩展到更多地区，5G无线世界的鼓声越来越高。但是，公共运营商5G不应掩盖企业可以用来使物联网(IoT)和网络边缘运营协调一致的众多网络连接选项。
在移动网络运营商(MNO)扩大的营销领域中，5G是第五代移动网络标准，正在逐步主导无线电话，移动宽带，甚至可能替代最后一英里光纤和同轴宽带。
5G将基于第三代合作伙伴计划(3GPP)5G新无线电(5G NR)标准。但是，一些运营商已经推出了“标准前”或过渡性“ 4G +”阶段的早期实施。
与所谓的独立于LTE网络独立运行的5G相比，此类方法的缺点包括运营成本增加和性能下降。独立的5G需要大量的基础架构扩展，以实现5G标准所承诺的超可靠的低延迟通信，并且可能需要大量的时间和投资才能完全实现。
在物联网连接和网络边缘的世界中，5G NR部署对于提供高带宽、低延迟通信以支持数据密集型应用(例如自动驾驶汽车操作、视频监控以及优化城市交通流量)作为增强的移动宽带可能至关重要。但对于某些场景或物联网应用，可能就大材小用了，并不是最佳方案。
诸如AT&T和Verizon之类的MNO已部署了5G NR技术的毫米波频谱，该技术使用的高频无线电波的范围比前几代蜂窝无线技术的范围更短。这就需要额外的基站来匹配较早技术的信号渗透。但是，建设基础设施以提供近似于全民覆盖的内容将需要数年时间。高频信号可能会被墙壁、树木和其他障碍物阻挡，从而限制了它们在工厂和其他密集环境中使用的能力。
5G并不适合所有应用
对于许多应用而言，5G NR技术价格过高且不合适。例如，在给定成本和电池功率需求的情况下，将5G调制解调器与低成本的包裹跟踪传感器集成在一起将是一件毫无意义的事情。
“5G不适用于连接传感器;“价格昂贵，调制解调器无法使用，并且存在资费问题。” Doyle Research首席分析师Lee Doyle说。它更适用于移动应用，例如警车中的IoT设备，或者可能是IoT网关或路由器的广域网(WAN)链接，可聚合来自通过Wi-Fi无线局域网(WLAN)连接的传感器的流量或其他短距离无线选项，例如蓝牙和Zigbee。
随着企业迁移到基于IEEE 802.11ax标准的下一代无线标准Wi-Fi 6，他们将能够利用更快的带宽并能够以更低的功耗需求支持其他设备。这将适合许多在固定空间内固定或移动受限的设备。
对于许多熟悉较早的Wi-Fi设备的组织而言，这条路径提供了与MNO的独立性，并避免了部署私有5G网络所涉及的复杂性。或者，它们可以连接到利用5G和其他WAN连接选项的软件定义的WAN(SD-WAN)。Wi-Fi 6E标准将WLAN应用扩展到6 GHz无线频段，并支持适用于大容量数据应用的附加和较宽的信道，例如来自多个设备的视频流。
用于移动物联网连接的低功耗WAN
虽然毫米波5G NR在许多物联网应用中都具有超能力，但低功率WAN(LPWAN)可以支持一系列产生低数据流量和电池电量有限的设备。LPWAN技术可用于蜂窝服务MNO的许可频谱，也可用于企业可以控制自己或通过集成商控制的非许可频谱。
窄带物联网(NB-IoT)是用于许可频谱蜂窝LPWAN技术的3GPP标准，它不需要数据聚合网关，但可以允许诸如传感器的设备直接与中央服务器通信。与5G NR相比，NB-IoT可支持大量低吞吐量设备，具有穿透地下的能力并改善了室内覆盖范围。
另一个获得许可的频谱蜂窝LPWAN选项是LTE-M，它支持比NB-IoT更低延迟的更高带宽和移动设备。两者都旨在使组织能够利用比5G NR更低的成本数据速率，并可以在4G LTE运营商网络内运行。两者都与5G NR共存并不断发展，因此符合3GPP的更广泛的5G规范。
不想依赖MNO的组织可以利用未经许可的频谱LPWAN选项来更好地自定义和控制IoT无线基础架构。LoRaWAN是由LoRa联盟开发和维护的远程LPWAN规范;尽管LoRa设备基于开放标准，但它们依赖Semtech芯片技术。更具专有性的替代方法是Sigfox，由同名公司开发，专注于通过专用全球网络进行低成本、低功耗连接。

IHS Markit负责连接和物联网的高级首席分析师李·拉特利夫(Lee Ratliff)预测，这四种最杰出的LPWAN技术在当今市场上表现相对较好，但最终将在市场份额和技术能力方面产生冲突。他说：“这些技术之间确实没有太多竞争，因为它们都在自己的小众市场中成长。我们确实希望，它们将变得更具竞争力。”
拉特里夫说，NB-IoT和LoRaWAN很有可能会并驾齐驱，因为从技术角度来看它们非常相似。他还指出，LoRa技术的大约一半现在已在公共网络中使用。
“随着这些标准变得更具竞争力，它们往往会相互借鉴，因此，如果LoRa因其具有处理私有网络的能力而成为一个巨大的威胁，那么NB-IoT很可能会增加处理私有网络的能力。”拉特里夫解释道。
他补充说，目前，Sigfox是低成本的领导者，但LoRa和NB-IoT可能会享受规模经济，这将使它们在定价方面更具竞争力。
公民宽带
美国公民宽带无线电服务(CBRS)的推出为美国的无线WAN和无线LAN决策增加了新的活力。CBRS被联邦通信委员会(Federal Communications Commission)称为“创新宽带”，为MNO、有线电视运营商、场馆所有者和企业扩展现有无线服务或部署新选项提供了可能性。
FCC确定CBRS频谱可以在三个使用层之间共享：拥有不受限制访问权限的现有用户，具有优先访问权限的新许可层和具有较低优先级的未许可用户。计划于7月下旬举行的拍卖会在美国每个县级访问区域分配最多七个优先访问许可(PAL)，这可能会带来新型的服务和提供商。
借助CBRS，MNO可以扩展其公共4G和5G服务以与IoT网络连接，企业可以用私有4G和5G网络代替或补充Wi-Fi网络，并且各种服务提供商可以通过CBRS提供最后一英里的服务。
“ CBRS与技术无关，因此您可以做任何想做的事，甚至可以使用专有技术，”分析师和咨询公司Senza Fili的创始人兼总裁Monica Paolini说。在繁华的大都市地区，一些企业可能希望获得许可的CBRS避免被未许可的用户挤走，但是在干扰或竞争与他人竞争的可能性较小的地区，更希望使用未许可的CBRS。
互补
这里提到的每个技术选项都旨在提供下一代连接。在某种程度上，它们都属于或补充了5G的更广泛定义，并且每个属性都具有比其他应用更适合特定应用的属性。“它的优点是您可以灵活地选择最适合自己的产品，” Paolini建议。“无论您想做什么，都需要无线连接，有一种解决方案可以让您做到。”(编译/蒙光伟)







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