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蜂窝物联网简介:NB-IOT、Cat-1、LTE-M以及5G

蜂窝物联网简介:NB-IOT、Cat-1、LTE-M以及5G 北纬蜂巢物联
2020-07-01
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导读:本文介绍了Cat-0、Cat-1、LTE-M、NB-IoT、EC-GSM和5G,以及这些概念之间的区别。


本文介绍了Cat-0、Cat-1、LTE-M、NB-IoT、EC-GSM和5G,以及这些概念之间的区别。


5G被证明是下一代物联网的主要催化剂,使新一波设备和平台架构成为可能。这可能意味着物联网方面的巨大创新,如自动化生命周期管理、网络切片、软件定义网络和云优化的分布式网络应用。事实上,高通预测,将物联网升级到5G可能会释放高达12万亿美元的新商品和服务,并补充说,5G“将比电力更强大”。



手机已经在向5G过渡,但物联网的未来即将到来。在明尼阿波利斯举行的2018年 LII Superbowl 上,Verizon在纽约用5G向VR耳机演示了4K视频流。三星(Samsung)和韩国电信(korea Telecom)在奥运会上通过支持5G的edge服务器传输自动驾驶汽车数据和360度摄像头视图,让人眼花缭乱。


这对我们的行业来说是非常令人兴奋的,但是解密围绕5G技术的技术缩写会限制我们理解5G将如何改变物联网前景的能力。


蜂窝物联网起源于哪里?


物联网设备的普及和普遍性导致了低功耗广域网(LP-WAN)的兴起,例如SigFox、LoRa和Weightless。


传统的蜂窝网络,如4G和LTE网络消耗了太多的电能。此外,它们不能很好地适用于只有少量数据并且不经常进行传输的应用,例如,用于读取水位、煤气消耗或用电的仪表。


蜂窝物联网试图响应对更好的低功耗、远程应用的无休止的搜索。


Cat-1


Cat-1是目前唯一完全可用的蜂窝物联网选项,代表了早期推动物联网设备使用现有LTE网络。虽然性能不如3G网络,但对于需要浏览器界面或语音的物联网应用程序来说,它是一个极好的选择。主要的优点是它已经标准化了,更重要的是,它很容易转换到Cat-1网络。专家预测,随着3G技术(最终是4G技术)的衰落,Cat-1和Cat-M1网络将取而代之。


Cat-0


基于LTE的物联网要想成功,它们需要具备以下特征:长电池寿命、低成本、支持大容量设备、增强覆盖(例如更好地穿透墙壁的信号)、远程/宽频谱。


Cat-0在成本方面进行了优化,因为它消除了支持Cat-1(双接收链、双工滤波器)的高数据速率要求的特性。当Cat-1取代3G时,Cat-0协议为Cat-M取代2G作为更便宜的选择奠定了基础。


Cat-M1 / Cat-M / LTE-M


Cat-M(官方名称为LTE Cat-M1)通常被视为为物联网应用而构建的第二代LTE芯片。它完成了原先Cat-0所设定的成本和功耗的降低。通过将最大系统带宽限制在1.4 MHz(与Cat-0的20 MHz相反),Cat-M为智能计量等LPWAN应用程序提供了特定的用例,在这些应用程序中只需要少量的数据传输。


但是Cat-M相对于其他选择的真正优势在于:Cat-M与现有的LTE网络兼容。对于Verizon和AT&T这样的运营商来说,这是一个好消息,因为他们不必花钱建造新的天线,尽管将Cat-M与LTE网络连接需要一个软件补丁。Verizon和AT&T的现有客户群很可能会认为Cat-M是迄今为止最好的选择。最后,几乎可以肯定的是,5G和LTE技术将在2020年很好地共存,所以Cat-M的向后兼容性是一个额外的好处。


NB-IoT / Cat-M2


窄带物联网(也称为Cat-M2)的目标与Cat-M相似;然而,它使用DSSS调制而不是LTE无线电。因此,窄带物联网不能在LTE频段运行,这意味着供应商部署窄带物联网的前期成本更高。


尽管如此,窄带物联网被吹捧为可能更便宜的选择,因为它消除了网关的需要。其他基础设施通常具有聚合传感器数据的网关,然后这些网关与主服务器通信。(这里对网关进行了更深入的解释)。然而,使用窄带物联网,传感器数据被直接发送到主服务器。为此,华为、爱立信、高通和沃达丰都在积极投资窄带物联网的商业应用。Sierra Wireless预计,到2018年底,窄带物联网和LTE-M将在全球许多地区普及。


5G移动物联网


与以上的蜂窝物联网选项不同,5G还没有正式定义。下一代移动网络联盟(NGMN)正在努力使其速度比4G快40倍,同时每平方公里能支持100万个连接。5G已经开始支持超高清(4k)流媒体、自动驾驶汽车连接或VR/AR应用的高带宽、高速应用,比如Verizon和三星(Samsung)分别在超级碗(Superbowl)和奥运会上展示的这两款应用。未来会怎样?


总结


物联网涵盖了广泛的应用。有时需要高带宽,比如实时监视。对于资产跟踪来说,数据吞吐量很小,但是当对象移动时,不可避免地会有很多转换。智能电表和许多智能城市用例需要每天进行一两次小型数据传输。这意味着没有一种技术(甚至5G)能够满足物联网解决方案/设备的特定需求。


物联网的碎片化由于它的定义是非常广泛的领域。通常,最重要的问题是,企业用例的具体需求和细微差别是什么?这个问题的答案会把决策者引向这样一个问题:哪种连接选项最适合公司。



如上图所示,通常答案都是:“视情况而定。”


文章来源 | iot for all

作者 | Yitaek Hwang

【声明】内容源于网络
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