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物聯(lián)網(wǎng)問(wèn)答

  • 問(wèn)題補(bǔ)充:無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的傳輸基礎(chǔ),隨著智慧城市大應(yīng)用成為熱門(mén)發(fā)展,各種技術(shù)推陳出新,紛紛搶占物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。在LPWAN技術(shù)里,最熱門(mén)的莫過(guò)于LoRa、Sigfox和NB-IoT。在物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)中,這三種技術(shù)各自具有什么優(yōu)勢(shì)?誰(shuí)才會(huì)是你專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的最佳拍檔?物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI人工智能這幾個(gè)詞匯,相關(guān)產(chǎn)業(yè)人員想必嫻熟于心。在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)中,“感測(cè)”是最基礎(chǔ)的核心源頭,無(wú)論在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域,要讓感測(cè)到的數(shù)據(jù)透過(guò)AI分析,進(jìn)而形成相關(guān)應(yīng)用,首先必須部署適合的傳輸技術(shù)與網(wǎng)域,才能搜集并回報(bào)巨量的環(huán)境數(shù)據(jù)。在無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)里,WI-FI、bluetooth、ZigBee、Z-Wave這幾項(xiàng)較早推出的應(yīng)用已經(jīng)于不同領(lǐng)域中奠定發(fā)展基礎(chǔ)。WI-FI適用于大數(shù)據(jù)量的傳輸,比如影音傳輸或者A R/V R等領(lǐng)域,同時(shí)也是一般無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),缺點(diǎn)是耗電量大;藍(lán)牙多用于個(gè)人穿戴式裝置,在聲音領(lǐng)域的應(yīng)用較為成熟;ZigBee和Z-Wave則是在工業(yè)、建筑等自動(dòng)控制應(yīng)用中成果豐碩。談到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),大家腦中想到的,除了WI-FI之外,大概就是手機(jī)的移動(dòng)式通信網(wǎng)路了。如今的通訊技術(shù)即將邁入5G,講求更大帶寬、更高速率、更低延遲,當(dāng)然也更耗電,由于是對(duì)應(yīng)人與人之間的通訊,因此數(shù)據(jù)傳輸較密集、交換量也更為龐大。針對(duì)M2M的通訊,由于裝置的部署范圍通常更寬廣,且無(wú)線(xiàn)裝置必須避免頻繁更換電池,LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗廣域網(wǎng))技術(shù)順勢(shì)而生,其小數(shù)據(jù)量、長(zhǎng)距離傳輸及省電的特性,在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域中大放異彩。較早期的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù),如WI-FI、ZigBee和Z-Wave,通訊傳輸距離頂多只有100公尺,用在智能家居領(lǐng)域,必須再加裝訊號(hào)加強(qiáng)的天線(xiàn)或中繼站。若是要滿(mǎn)足智能城市的相關(guān)應(yīng)用,例如環(huán)境監(jiān)測(cè)或資產(chǎn)追蹤,傳輸距離可達(dá)20公里的LPWAN技術(shù)顯然能大幅縮減布建成本,只要幾個(gè)機(jī)站就能覆蓋大面積的范圍;以電池作為電力來(lái)源,則省略了布線(xiàn)問(wèn)題,讓傳感器的安裝步驟更簡(jiǎn)易。目前最受關(guān)注的LPWAN技術(shù)分別是LoRa、Sigfox和NB-IoT,這三種技術(shù)具有各自的優(yōu)勢(shì),業(yè)主可根據(jù)不同領(lǐng)域及使用需求,選擇最適合的通訊技術(shù)。
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  • 匿名:【唐文雄老師】我覺(jué)得NB-IoT和其他的協(xié)議的最大的區(qū)別是它拿到了頻譜。它有國(guó)家的支持,有自己的頻譜,這樣的話(huà)呢,他就能靜下心來(lái)做各種應(yīng)用,因?yàn)樗挥锰珦?dān)心干擾。就跟3G、4G一個(gè)道理,他的頻譜是自己獨(dú)有的,這樣的話(huà)他就可以全身心的來(lái)各種協(xié)議的研發(fā)。其它的像LoRa和Sigfox呢,它們目前來(lái)說(shuō)還沒(méi)有拿到我們國(guó)家的授權(quán)頻譜,只能用那種免費(fèi)的頻段,這樣的話(huà)你會(huì)難以避免的遇到各種各樣的干擾,同時(shí)也會(huì)干擾別人。LoRa用的是擴(kuò)頻技術(shù),那我認(rèn)為它的優(yōu)點(diǎn)就是距離會(huì)比較長(zhǎng),但同時(shí)他對(duì)頻譜資源的占用會(huì)有點(diǎn)多,這樣的話(huà),這種情況,如果在專(zhuān)用頻譜來(lái)說(shuō),我覺(jué)得這不是問(wèn)題,但如果是在公用頻譜的話(huà)就對(duì)別的用戶(hù)會(huì)有點(diǎn)不公平。就是說(shuō),本來(lái)我們大家都好好的一人坐一張凳子,然后你過(guò)來(lái)坐,要一排凳子,對(duì)大家不太公平。同時(shí)因?yàn)檫@種擴(kuò)頻的技術(shù),頻道會(huì)少一點(diǎn),聯(lián)網(wǎng)的數(shù)量也會(huì)小一點(diǎn)。Sigfox超窄帶的技術(shù),其實(shí)是跟NB-IoT是類(lèi)似的。它可以在很窄的帶寬里,保持穩(wěn)定的通訊。其實(shí)短距離無(wú)線(xiàn)通信,就像我之前說(shuō),它不是一個(gè)真正的應(yīng)用,它只是一種橋梁,它是為各種應(yīng)用服務(wù)的。它起到把傳感器和設(shè)備,還有云端,連起來(lái)的一種作用。要說(shuō)應(yīng)用我覺(jué)得我們還是要往實(shí)際去發(fā)掘。比如說(shuō)Thread的那個(gè)空調(diào)溫控器是吧,或者我們可能有抄表的應(yīng)用,或者我們有pm2.5的那個(gè)采集的應(yīng)用或者溫濕度采集的農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用,各種各樣的,這才是真正的應(yīng)用。
    補(bǔ)充:正如LPWAN的技術(shù)特色,LoRa與Sigfox都具有長(zhǎng)距離、低功耗的特點(diǎn),可延長(zhǎng)電池壽命,形成大范圍的訊息傳輸。兩者皆使用免授權(quán)的Sub-1GHz ISM頻段,不需額外付出授權(quán)費(fèi)用,且由于電子芯片制造技術(shù)的突破,兩項(xiàng)技術(shù)的硬件制造成本不斷降低,比如去年在臺(tái)灣地區(qū)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)啟用的Sigfox,月租費(fèi)最低只要0.4元人民幣。LoRaWAN是由各產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟共同推動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),提供開(kāi)放式技術(shù),只要取得關(guān)鍵內(nèi)容,就能開(kāi)發(fā)個(gè)別的應(yīng)用。不同于LoRa的開(kāi)放性,Sigfox則是由法國(guó)同名公司自行開(kāi)發(fā)的技術(shù),掌握核心網(wǎng)絡(luò)的營(yíng)運(yùn)和布建,意圖以獨(dú)立營(yíng)運(yùn)商的角色,在全球進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)基地部署,目前已能同時(shí)在36個(gè)國(guó)家和地區(qū)使用可連結(jié)的網(wǎng)域和設(shè)備。以類(lèi)型來(lái)說(shuō),LoRa好比小型的私人網(wǎng)域,傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)20公里,只要掌握技術(shù),就能自行架設(shè)基站,自由度更高。Sigfox則是以全球?yàn)闋I(yíng)運(yùn)目標(biāo),不斷擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)基地的藍(lán)圖,可提供用戶(hù)既有的網(wǎng)絡(luò)布署及云端服務(wù),需要付出額外的月租費(fèi),相對(duì)LoRa而言,成本較高,但平臺(tái)方案完整,不須額外布建網(wǎng)絡(luò)。Sigfox的傳輸距離可達(dá)50公里,是三種技術(shù)當(dāng)中范圍最廣的,不過(guò)為達(dá)到低功耗的目標(biāo),LoRa和Sigfox的每日傳輸次數(shù)都有限制,一天當(dāng)中的傳輸時(shí)間很短,適合發(fā)揮在沒(méi)有實(shí)時(shí)通訊需求的領(lǐng)域,比如每日固定回報(bào)數(shù)據(jù)的傳感器,可測(cè)量溫濕度、PM2.5等特定環(huán)境數(shù)據(jù),藉由長(zhǎng)距離、少次數(shù)的傳輸型態(tài),形成較大面積的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。 另一項(xiàng)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上討論熱烈的技術(shù)是NB-IoT,與前述兩項(xiàng)技術(shù)最大的不同,在于它是由3GPP組織所制定的技術(shù),使用需授權(quán)的GSM和LTE頻段,也就是說(shuō),NB-IoT必須藉由電信產(chǎn)業(yè)買(mǎi)下頻段授權(quán),使用者只能透過(guò)電信業(yè)者或第三方代理商取得授權(quán)技術(shù)和頻段,才能使用NB-IoT相關(guān)服務(wù)。NB-IoT的優(yōu)勢(shì)在于它是由現(xiàn)有電信業(yè)者推出的技術(shù),不需重新布建網(wǎng)絡(luò),只要更新軟件,就能使用現(xiàn)有的4G電信基地臺(tái)和相關(guān)設(shè)備。另一方面,采用電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò),在通訊質(zhì)量和訊息安全性擁有高度的保障。臺(tái)灣地區(qū)遠(yuǎn)傳電信目前已推出NB-IoT的搶先體驗(yàn)活動(dòng),并預(yù)計(jì)于5月底完成全臺(tái)基地升級(jí),只要遠(yuǎn)傳電信能收到訊號(hào)的地方,就能使用NB-IoT,裝置月租費(fèi)約為2至12元人民幣。上述三種熱門(mén)的LPWAN技術(shù)各自有著不同特點(diǎn),業(yè)界多預(yù)測(cè)未來(lái)其中一項(xiàng)技術(shù)將會(huì)力壓群雄,成為一枝獨(dú)秀。然而,正如LoRa創(chuàng)始人之一Olivier Hersent曾說(shuō)過(guò)的,互相合作的共存關(guān)系更可能帶領(lǐng)未來(lái)技術(shù)走向新的發(fā)展。事實(shí)上,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域百百款,這三種技術(shù)的特點(diǎn)也對(duì)應(yīng)了不同領(lǐng)域的特殊需求。比如NB-IoT,用戶(hù)許可證頻段和LTE技術(shù),其網(wǎng)絡(luò)不限制傳輸訊息次數(shù),所能攜帶的數(shù)據(jù)量也更高,因此適用于重視網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性的智慧工業(yè)領(lǐng)域,或者是需要聲音、圖像文件等高數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锫?lián)網(wǎng)裝置。相對(duì)地,NB-IoT的功耗也高于另兩項(xiàng)技術(shù),電池壽命的損耗較大。同時(shí)與電信業(yè)者的協(xié)作模式,在向用戶(hù)推廣時(shí)會(huì)更為快速、簡(jiǎn)便,從另一角度來(lái)看,也受限于硬件成本(芯片)和月租成本。與NB-IoT相比,LoRa和Sigfox由于硬件成本低、功耗更小,因此更適合在小數(shù)據(jù)量、大范圍的傳輸應(yīng)用。LoRa技術(shù)目前的發(fā)展規(guī)模已趨向成熟,且曾與亞太電信及鴻海富鴻網(wǎng)合作,在臺(tái)灣地區(qū)已有實(shí)際營(yíng)運(yùn)成果。雖然傳輸距離不比Sigfox,但傳輸帶寬較高,建設(shè)成本和技術(shù)難度不高,適合在高科技廠(chǎng)區(qū)中建設(shè)封閉型網(wǎng)域,傳輸各類(lèi)型的感測(cè)數(shù)據(jù)。以全球布建的角度來(lái)說(shuō),德國(guó)萊因的信息與通信技術(shù)經(jīng)理于凱群表示,Sigfox是很有發(fā)展性的技術(shù),由于Sigfox提供全球性的網(wǎng)域服務(wù),對(duì)跨國(guó)公司來(lái)說(shuō)更為便捷,尤其是一體成形的網(wǎng)絡(luò)方案,對(duì)高收益的公司而言提供完整且穩(wěn)定的云端服務(wù),省去許多開(kāi)發(fā)和協(xié)作上的麻煩。Sigfox的傳輸距離最遠(yuǎn),但一天內(nèi)的傳輸次數(shù)最少,因此適合應(yīng)用在反應(yīng)數(shù)據(jù)變化或固定時(shí)段傳送數(shù)據(jù)的場(chǎng)景,比如管線(xiàn)監(jiān)控、智能電表、地區(qū)氣候監(jiān)測(cè)和警報(bào)等。Sigfox目前在臺(tái)灣地區(qū)與O-bike合作,負(fù)責(zé)定位追蹤服務(wù),以及中興保全的設(shè)備狀態(tài)偵測(cè),和智能醫(yī)療遠(yuǎn)程照護(hù)等應(yīng)用。由于是跨國(guó)應(yīng)用,Sigfox也與美國(guó)快遞公司合作,在包裹上裝設(shè)傳感器,除了知道包裹的運(yùn)送位置,也能偵測(cè)拆開(kāi)的時(shí)間,將具體數(shù)據(jù)傳送回美國(guó)。無(wú)論在交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、醫(yī)療、金融等領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)所要關(guān)注的將會(huì)是數(shù)據(jù)下的新興應(yīng)用,裝置聯(lián)網(wǎng)只是基礎(chǔ),只有善加利用軟件服務(wù),掌握應(yīng)用商機(jī),才能具體實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的真正智慧。
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