最近一段時間,有關廣域物聯網制式的話題,突然火了起來。
爭論的焦點無疑在NB-IoT是不是要完了?LTE Cat.1是不是要稱王?5G mMTC猴年馬月能面世?如果您不是行業內人士,看著這些專業術語,肯定是一愣一愣的。
其實關于廣域物聯網的話題,我本來是想寫一個系列專題的。。無奈之前發了兩篇閱讀量太低,就沒繼續下去--趁最近話題比較火,而且讀者也多起來了,今天我就用一篇文章簡單給大家簡單科普下,梳理梳理紛繁復雜的廣域物聯網之爭。
1、什么是廣域物聯網?
其實不管是有線以太網、WiFi、藍牙、RFID,只要一種通信技術能把設備接入進去,進而互相傳遞信息,那么它就可以叫做物聯網。
比如現在很多年輕人家里用的小米系列家電,都是通過WiFi接入網絡統一管控,那么WiFi此時就是可以被看做是物聯網。
說句題外話,我是小米重度用戶,家里很多電器都買的小米,并且在不同房間放置了4個小愛同學。但是,使用WiFi作為接入網絡的小米智能設備,經常由于寬帶的問題連接失敗,要反復重新配置,用戶體驗極差,所以WiFi作為家庭物聯網還是非常有局限性的。
那么什么是廣域物聯網?簡單來說,廣域就是覆蓋廣的意思,如果一種物聯網可以在很大面積上實現連續覆蓋,就像4G網絡一樣,那么就可以被稱為廣域物聯網。所以上面說的藍牙、WiFi都不能叫做廣域物聯網,目前除了極個別財大氣粗的企業自建廣域物聯網外,基本都是由運營商來提供廣域物聯網的服務,畢竟人家有覆蓋全國的基站、機房資源。
在廣域物聯網中,還有一個細分類別,叫做LPWAN(Low-Power Wide-Area Network),低功耗廣域網絡。
與其他能實現廣域物聯網的技術比如2G、4G相比,采用LPWAN接入的設備,非常省電,電池甚至可以供幾年使用,但為了實現低功耗,LPWAN支持的數據速率僅僅能實現最高幾百kbps或者再高一點這樣的級別,網絡時延動輒幾十秒,因此適用的場景比較有限。
2、廣域物聯網目前常用的有哪幾種技術?
市面上經常提到的NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄帶物聯網)就是一種非常典型的LPWAN技術,它是由移動通信領域國際標準化組織,制定了從3G到5G標準的3GPP制定的。簡單來說,NB-IoT就是一個閹割版的4G協議,把4G里復雜的技術去掉了,然后就變成了NB-IoT。
除了NB-IoT,3GPP還基于4G協議制定了eMTC(Enhance Machine Type Communication,增強機器類通信)物聯網標準,與NB相比,eMTC技術更復雜一些,所以支持的速率更高,但是耗電更大,設備成本更高,可以說是4G和NB的折中,定位很尷尬,在國內發展的也不好,不提也罷。
NB-IoT和eMTC兩個官方LPWAN移動通信技術外還有幾個非主流野生技術,比如LoRa和SigFox。這兩個技術,相比于“體制內”的NB-IoT和eMTC,既不是3GPP制定的,也不受各大運營商認可,沒有被運營商部署。
更關鍵的是,這倆技術沒有授權的頻段。。啥意思?就是說他們不能使用比如中國工信部分配的只給你使用的頻段,只能在非授權的頻段上使用,因此安全性、干擾規避都是問題。
所以LoRa和SigFox一般都是企業自己買設備自己建,然后自己用,自己維護,沒有形成氣候。
除了上面說的LPWAN物聯網外,廣域物聯網還有一些非低功耗的,就是咱們說的2、3、4G網絡。沒錯,雖然2、3、4G當初是給人建的,但是沒說不能給東西用啊!只要插入一個支持2、3、4G網絡的通信模塊(一般叫做模組),那么設備也可以使用2、3、4G網絡啦。
使用傳統移動通信網絡作為物聯網的好處是速率高,缺點是模組貴,而且耗電。最近大熱的所謂LTE Cat.1,其實就是使用4G網絡的物聯網設備而已。
在4G也就是LTE網絡中,對于消費者來說咱們都知道手機有貴有賤,價格的高低決定設備性能的優劣。但是在3GPP協議中,當然不會給移動終端用價格區分好壞,而是用一個嚴謹的分類,叫做Cat,不是貓的意思,是Category類別的意思。一般來說Cat后面跟的數字越高,終端能力越強,能支持的網絡技術越多、通信性能越強,所以可以實現的峰值速率越大。
圖片來自“ittbank”
所以,Cat.1其實是4G終端中最low的那個。但是,瘦死的駱駝比馬大,就算在給人用的終端里是最差的,但是相比于NB和eMTC,其能力簡直就高太多了。最關鍵的速率上,Cat.1能實現10Mbps的峰值速率,和NB與eMTC都不在一個量級上。
更重要的是,Cat.1終端接入的網絡直接就是給人用的已經覆蓋無死角的4G網絡,相比NB和eMTC新建(雖然也是在4G站址上建設的)的網絡,覆蓋簡直不要好太多。
圖片來自“天翼物聯”
3、NB-IoT與Cat.1到底在爭什么?
在這樣的背景下,到底用什么技術作為物聯網,成為了很多企業關注的焦點。
那就比一比唄。
首先比網絡性能。
NB:不用比了,怕了怕了。網絡沒人家覆蓋的廣,速率是人家的百分之一,認慫。
其次比覆蓋深度。
雖然論覆蓋廣度,NB比不了Cat.1,但是由于NB深度覆蓋能力極強(專門為了深度覆蓋增加了一些技術),因此NB信號可以打到非常犄角旮旯(讀jijiaogala,東北成語)的地方,比如地下室啊、弱電井、電梯啊什么的,而傳統的4G網絡是無法做到的。
接著比耗電。
性能越強,耗電越高,所以Cat.1終端耗電遠遠高于NB終端,但是同理,其耗電要比普通手機低。
最后比模組價格。級別越高的通信技術,自然需要更復雜的芯片,更貴的模組,因此Cat.1的模組價格自然是要高于NB-IoT的。對于企業來說,物聯網設備很多都是要大量采購的(比如智慧城市、智慧工廠),因此不像是個人買手機對價格沒那么敏感,物聯網模組的價格,可以說是企業決策中關鍵因素之一。
圖片來自“ittbank”
但是,目前Cat.1模組的價格已經比NB模組的價格貴不了多少了,再加上高出一大截的網絡性能,因此Cat.1要取代NB的聲音最近才越來越多。
說了這么多,其實結論非常明顯:
這倆技術,誰也替代不了誰。因為應用場景完全不一樣。
圖片來自“鮮棗課堂”
NB由于模組便宜、省電、深度覆蓋能力強,但速率低、時延高,適用于水表、電表、井蓋監控等設備數量多、到處都有、經常在非常艮的地方放置、沒法老換電池、偶爾上報一些小包數據的場景。
而Cat.1呢?自然是適合能經常換電池或者充電、對速率有要求的場景,比如移動pos機啊、警務通啊、數字指引牌啊這樣的設備。
尤其前一段時間吹完NB后,很多企業發現NB這張網,自己根本用不了,于是紛紛轉投Cat.1陣營,這也是為啥目前Cat.1模組井噴式推向市場的原因。
所以個人認為,NB與Cat.1并不存在競爭關系,完全是互補,企業二選一時并不會很難。從數據上也可以看出,截止目前,Cat.1終端與NB終端在市面上的種類也是不相上下的,并沒有明顯的差距。
至于為什么在5G都快全國部署的情況下,物聯網還不用5G承載呢?
因為5G壓根現在就不支持物聯網!!而且可能會長期不支持物聯網!!!
經常看我文章的同學應該了解,5G的三大應用場景中的mMTC,也就是物聯網場景,可能要在幾年后的5G演進版本的協議中才會寫明怎么實現,所以5G將會長期與NB和LTE共存,并將其作為物聯網的補充手段。
那能不能把設備直接安裝5G模組接入當前給人用的5G網絡呢?當然可以,目前最便宜的5G工業模組,售價僅為999,土豪隨意。
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