物聯(lián)網(wǎng)的長(cháng)期演進(jìn)技術(shù)
加入技術(shù)交流群
內容提要：隨著(zhù)LTE(長(cháng)期演進(jìn))技術(shù)的發(fā)展，這項技術(shù)可以滿(mǎn)足建設更方便互連世界的需求，而圍繞該問(wèn)題的蜂窩藍圖也變得日趨復雜。為了將LTE引入物聯(lián)網(wǎng)，不同國家/地區和運營(yíng)商采用了不同的技術(shù)和頻段，最終導致出現了明顯的市場(chǎng)分割現象。這些分歧和復雜現狀讓產(chǎn)品創(chuàng )造者意識到需要采取戰略性手段來(lái)使物聯(lián)網(wǎng)設備永不過(guò)時(shí)。其中部分戰略手段包括利用eSIM、引腳兼容和多頻段模塊以及MVNO/物聯(lián)網(wǎng)平臺。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201710/370600.htm作者：Will Hart，Particle 蜂窩部產(chǎn)品經(jīng)理 和 Patty Felts, u-blox開(kāi)發(fā)工具總經(jīng)理
盡管近來(lái)有許多關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的新聞報道，但在機器中融入連接的做法卻屢見(jiàn)不鮮。多年來(lái)，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商一直在供應基于GSM的連接模塊，蜂窩連接在眾多應用中表現不俗，證實(shí)了自己的實(shí)力。促使物聯(lián)網(wǎng)變革的并非設備連接本身的理念，而是其廣泛的應用。同樣，LTE始終沒(méi)有變革物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，只是改變了其規模大小。LTE具有低成本、低帶寬和低功耗的特性，實(shí)現了許多在過(guò)去不可能或經(jīng)濟上不可行的物聯(lián)網(wǎng)應用。據預計，20201年前互聯(lián)網(wǎng)連接設備的數量將超過(guò)500億，而LTE技術(shù)有可能在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中起決定性作用。
但對產(chǎn)品創(chuàng )造者而言，當前從立足于傳統網(wǎng)絡(luò )轉向使用LTE技術(shù)來(lái)部署解決方案，可謂機會(huì )與風(fēng)險并存。在推行(和決定LTE技術(shù))LTE前途的競爭中，不同國家/地區、運營(yíng)商和硬件制造商采用了各種不同的蜂窩技術(shù)和頻段。最終使得LTE格局變得日趨分裂和復雜。
盡管存在各種挑戰，但向LTE轉型在所難免。因此，要求產(chǎn)品創(chuàng )造者采取靈活、戰略性的手段來(lái)確保他們的設備永不過(guò)時(shí)。
展望蜂窩技術(shù)的未來(lái)
無(wú)線(xiàn)傳輸數據是物聯(lián)網(wǎng)應用的基礎。在最初的2G蜂窩模塊出現時(shí)，就向設備中添加了該模塊以減少服務(wù)成本。接收到的數據包括自動(dòng)售貨機里的庫存水平、繳費終端機內的篡改證據，或生產(chǎn)設備所用的時(shí)間等。數據還包括簡(jiǎn)單的功能，如將設備投入使用或停機、告誡運營(yíng)商已報告故障或提供無(wú)線(xiàn)更新等。
隨著(zhù)LTE網(wǎng)絡(luò )的不斷推出，可能實(shí)現更廣泛的應用。具有更多不同數據需求的應用(如視頻、音頻和遙測控制等)將提高人們對可靠、靈活和高能效連接的需求。
如今，很多物聯(lián)網(wǎng)設備被部署在遠程位置，而且采用電池供電。這些分布式應用需要功耗更低的芯片組和模塊，但對帶寬的要求相對比較一般。LTE在此類(lèi)應用的連接上也起到了重要作用。
目前，LTE的作用是通過(guò)在低帶寬物聯(lián)網(wǎng)流量中使用“資源塊”，通過(guò)所謂的“類(lèi)別”來(lái)支持物聯(lián)網(wǎng)應用。最為顯著(zhù)的是，物聯(lián)網(wǎng)將為機器類(lèi)型通信(被稱(chēng)為L(cháng)TE-MTC、LTE-M或LTE Cat M1)以及NB-LTE-M和NB-IoT(NB指窄帶)部署LTE Category M1。
物聯(lián)網(wǎng)流量使用的類(lèi)別要求復雜芯片組的數量顯著(zhù)減少，這一要求具有兩重含義——運行功耗更低(啟用超低的功耗節點(diǎn)如智能傳感器和執行器等)，而且成本更低(應用范圍更加廣泛且更多樣化)。在某種程度上通過(guò)使用更低的(根據3G)帶寬可以滿(mǎn)足上述需求，使其在數據交換受限時(shí)甚至更適合物聯(lián)網(wǎng)應用。
蜂窩藍圖存在分割現象
產(chǎn)品創(chuàng )造者最初在開(kāi)發(fā)蜂窩連接時(shí)面臨著(zhù)巨大的困難。蜂窩藍圖，過(guò)去被漫游協(xié)議和固定的幾套受支持的頻段簡(jiǎn)化，現在采用LTE后開(kāi)始變得更加復雜。產(chǎn)品創(chuàng )造者必須著(zhù)手計劃(但并未公開(kāi)表示)使現有的2G/3G網(wǎng)絡(luò )退出歷史舞臺，并結束LTE標準和頻段的國際分割現狀。
大部分運營(yíng)商已宣布計劃在十年內停止使用2G網(wǎng)絡(luò )。而且因為更多的投資資本瞄向LTE，3G網(wǎng)絡(luò )的未來(lái)也不容樂(lè )觀(guān)。
同時(shí)，運營(yíng)商在客戶(hù)維系方面也面臨著(zhù)挑戰。支持客戶(hù)采用LTE技術(shù)需要了解芯片組供應商、模塊制造商和運營(yíng)商之間的復雜關(guān)系。
蜂窩藍圖始終受區域性變化的影響(變得復雜);而且不幸的是，這種情況不會(huì )隨著(zhù)LTE而改變。過(guò)去，產(chǎn)品創(chuàng )造者能夠依賴(lài)漫游協(xié)議實(shí)現國際兼容。但隨著(zhù)LTE的問(wèn)世，不同運營(yíng)商采用的不同頻段將使這些類(lèi)型的漫游協(xié)議失效。有人認為這預示著(zhù)產(chǎn)品創(chuàng )造者可能需要采用他們自己的MVNO服務(wù)(移動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商)并與運營(yíng)商簽署直接協(xié)議。如果遠離創(chuàng )新的刺激，這些問(wèn)題對市場(chǎng)準入來(lái)說(shuō)意味著(zhù)令人沮喪或徹底崩潰的障礙。每份運營(yíng)商協(xié)議均需要花費數月時(shí)間進(jìn)行協(xié)商，并受到服務(wù)條件、定價(jià)和數據量的影響。轉售該服務(wù)將為MVNO的制造商帶來(lái)更大的挑戰。
部分創(chuàng )業(yè)公司正在通過(guò)創(chuàng )建物聯(lián)網(wǎng)平臺解決新出現的問(wèn)題，該平臺可以讓產(chǎn)品創(chuàng )造者卸下連接的負擔。這些平臺旨在將MVNO的優(yōu)勢和基于云的服務(wù)提供商所具有的豐富資源組合起來(lái)。
國際產(chǎn)品的復雜性
在蜂窩通信領(lǐng)域，從來(lái)沒(méi)有一套統一的標準。多年來(lái)，這一現象一直困擾著(zhù)眾多產(chǎn)品創(chuàng )造者，但如果物聯(lián)網(wǎng)采用LTE技術(shù)，就可以調整黃金標準缺失的情況。這是因為其無(wú)法為L(cháng)TE-M和NB-IoT提供無(wú)縫支持。遷移至LTE-M需要將軟件升級至現有的蜂窩塔，而遷移至NB-IoT則需要升級軟件以及具有全新的無(wú)線(xiàn)硬件。
這些情況只會(huì )根據地理位置和技術(shù)邊界進(jìn)一步劃分運營(yíng)商。比如，在美國、加拿大和墨西哥，人們習慣于使用LTE-M1。而在歐洲、中國和東南亞，NB-IoT更受歡迎。對于希望在多個(gè)市場(chǎng)出售產(chǎn)品的產(chǎn)品創(chuàng )造者，這樣的差異性將要求生產(chǎn)兩種不同的產(chǎn)品系列或同時(shí)支持這兩大類(lèi)別的一種產(chǎn)品系列。而無(wú)論采用哪種方式，制造商都需要承擔額外的成本
eSim問(wèn)世
另一項可能影響MVNO的創(chuàng )新是嵌入式SIM (eSIM)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，eSIM可以讓硬件成為中性載體，在區域內切換或運輸后進(jìn)行供應。業(yè)中有人認為eSIM將幫助各個(gè)MVNO建立合作關(guān)系，從而提高了供應鏈的效率。
預計eSIM將成為全球發(fā)布的LTE-IoT設備的一部分，因為它能夠用‘空白’SIM來(lái)裝運產(chǎn)品，隨后在指定的國家/地區激活。因此，產(chǎn)品創(chuàng )造者能夠更輕松地在不同的細分市場(chǎng)開(kāi)發(fā)并提供新產(chǎn)品。
LTE的現狀
目前LTE-M和NB-IoT設計人員鎖定的應用類(lèi)型是傳感器和執行器;此類(lèi)設備需要具有低數據帶寬，可能還需要低占空比。如此一來(lái)，形成了一種廣為流傳的誤解，即智能傳感器和執行器可以在一個(gè)裝置中運行多年。實(shí)際上，遠程部署的智能傳感器和執行器使用壽命長(cháng)短將取決于具體使用實(shí)例的需求。請查看如下的信息圖，了解典型的應用實(shí)例。
管控風(fēng)險和回報
現在，芯片組和模塊制造商正與平臺供應商緊密合作，以激發(fā)物聯(lián)網(wǎng)LTE的潛能。盡管LTE具有復雜性，但前瞻性的產(chǎn)品設計和堆棧選擇可以減小產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的相關(guān)風(fēng)險，并提高投資回報率(ROI)。要使物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品永不過(guò)時(shí)，創(chuàng )造者必須考慮采用硬件解決方案、eSIM和MVNO/數據平臺。
了解硬件的局限性非常重要。比如，雙模調制解調器似乎是單一產(chǎn)品系列中實(shí)現全球覆蓋的最佳方案，但該方案可能會(huì )增加許多不必要的成本。更好的方法是采用可以為所有變量提供封裝/引腳輸出和軟件兼容性的模塊。那樣的話(huà)，采用簡(jiǎn)單的交換模塊即可在不同的市場(chǎng)使用單一產(chǎn)品設計。見(jiàn)下圖1。
為克服與復雜漫游協(xié)議相關(guān)的成本問(wèn)題和挑戰，部分產(chǎn)品創(chuàng )造者目前轉而采用一種新備選方案——第三方IoT/MVNO平臺。對產(chǎn)品創(chuàng )造者來(lái)說(shuō)，這些平臺無(wú)需在日趨復雜的全球市場(chǎng)上商議運營(yíng)商協(xié)議，可以簡(jiǎn)化執行。
據證明，依托于專(zhuān)用硬件的IoT/MVNO平臺對產(chǎn)品制造商來(lái)說(shuō)非常寶貴，可以更輕松將他們的項目推向市場(chǎng)并擴大規模。這些平臺提供必要的基礎設施以全方位傳送、管理并保護從設備至云端的數據。
結語(yǔ)
采用蜂窩模塊來(lái)增強設備連接的方法由來(lái)已久。但在過(guò)去，經(jīng)濟和技術(shù)上的諸多限制使得蜂窩連接無(wú)法得到廣泛應用。LTE技術(shù)具有低成本、低帶寬和低功耗的特點(diǎn)，可以?huà)叱鲜稣系K，并創(chuàng )造眾多創(chuàng )新型物聯(lián)網(wǎng)應用。
而采用這一技術(shù)也面臨著(zhù)不少挑戰。因國際上采用多種不同技術(shù)和頻段導致的市場(chǎng)分割現象大幅提升了采用LTE技術(shù)的難度。隨著(zhù)新產(chǎn)品的推出，還有可能出現全新不可預見(jiàn)的挑戰。例如，華為和愛(ài)立信研發(fā)的在無(wú)線(xiàn)系統軟件之間不兼容的秘鑰已影響到NB-IoT的未來(lái)，而這項技術(shù)已被歐洲運營(yíng)商選擇用于物聯(lián)網(wǎng)2。
在這張藍圖中，eSIM、封裝/引腳輸出和軟件兼容性蜂窩模塊和全堆棧IoT/MVNO平臺等解決方案在面對不確定性的情況下都具有一定的靈活性。
來(lái)源：
1.) http://www.cisco.com/c/dam/en_us/about/ac79/docs/innov/IoT_IBSG_0411FINAL.pd
評論