物聯(lián)網(wǎng)越來越需要遠(yuǎn)距離通信標(biāo)準(zhǔn)

　　因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Thing;IoT)遠(yuǎn)距離通信需求而生的低功耗廣域(LPWA)網(wǎng)絡(luò)正日益成長，但根據(jù)其支持陣營表示，其中的一些先進(jìn)選項(xiàng)——超長距離低功耗數(shù)據(jù)傳輸(Long Range：LoRa)和窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)，仍然有大量的技術(shù)工作尚待完善中。同時(shí)，曾經(jīng)是新興領(lǐng)域技術(shù)新寵之一的Sigfox，如今看來正在苦苦地掙扎求生存。

　　整體而言，物聯(lián)網(wǎng)正逐漸獲得市場(chǎng)動(dòng)能。但是，當(dāng)今的成長驅(qū)動(dòng)力——企業(yè)用戶，需要的是一種更易于將IoT數(shù)據(jù)饋入其信息技術(shù)(IT)系統(tǒng)中的方式。然而，這也是目前多家公司致力于以其開發(fā)中的固件加以填補(bǔ)的缺口。

　　去年有超過3,200萬套采用免授權(quán)LoRa網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備出貨，導(dǎo)致LPWA網(wǎng)絡(luò)擁塞。據(jù)市場(chǎng)研究公司IHS Markit表示，基于LTE的NB-IoT才剛剛起步，但其成長力道強(qiáng)勁，2017年出貨量超過1,600萬套。

　　網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)和終端節(jié)點(diǎn)供應(yīng)商Multitech首席技術(shù)官David Smith說：“我們看到在Cat-M1、NB-IoT和LoRa等領(lǐng)域的全線成長，但目前最大的市場(chǎng)成長來自于LoRa，部份原因在于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍仍然不穩(wěn)定。”

　　LoRa和NB-IoT——兩種LPWA網(wǎng)絡(luò)都還有許多工作尚待完善中。

　　LoRa網(wǎng)絡(luò)之間的漫游標(biāo)準(zhǔn)最快要等到今年稍晚才能完成。而有些LoRa用戶希望能夠進(jìn)一步支持更多的展頻因子(SF)和更廣泛的通道，以覆蓋更多的用例。

　　此外，有些則需要更窄的通道，才能在擁擠的2.4GHz頻帶上處理共存問題。其他人則希望將封包上時(shí)間戳的準(zhǔn)確性從現(xiàn)在的25微秒(μs)縮短到30納秒(ns)，以便在10公尺(m)范圍內(nèi)提升定位準(zhǔn)確度。

　　也許最重要的是，LoRa用戶仍然在等待獲Semtech授權(quán)的業(yè)者開發(fā)出更低成本的整合芯片組，例如微芯科技(Microchip)、瑞薩(Renesas)和意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics;ST)等。Semtech無線產(chǎn)品營銷總監(jiān)Vivek Mohan表示：“到今年年底，你就會(huì)看到其中的一部份出樣。”

　　該公司并預(yù)計(jì)不久將在中國發(fā)布獲授權(quán)商，他們主要是為自家應(yīng)用設(shè)計(jì)芯片的當(dāng)?shù)豋EM。截至目前為，中興通信(ZTE)的業(yè)務(wù)停擺并未對(duì)于他在中國主導(dǎo)的LoRa網(wǎng)絡(luò)帶來任何麻煩，Mohan強(qiáng)調(diào)，在與中國聯(lián)通(China Unicom)等業(yè)界伙伴合作下，LoRa網(wǎng)絡(luò)在上海各地已經(jīng)啟用一年多了。

　　Semtech計(jì)劃及時(shí)發(fā)布新的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)芯片，以便于系統(tǒng)在明年夏季出貨。它將支持展頻因子5和6以及更多下行鏈路通道，支持像共享單車等服務(wù)。同時(shí)，他并補(bǔ)充說，該公司目前還在部署可實(shí)現(xiàn)更精確時(shí)間戳和定位的純軟件解決方案。

　　NB-IoT降低功耗

　　至于NB-IoT，最初的3GPP第13版(Release 13)由于缺乏行動(dòng)支持，而且比起LoRa的功耗也更高。Ceva于本周推出一款據(jù)稱能夠?qū)崿F(xiàn)Release 14版本160-Kbits/s數(shù)據(jù)速率和14-dBm功率傳輸?shù)暮诵?，該公司宣稱這款核心將是用于未來部署的關(guān)鍵。

　　但有人說NB-IoT的功耗比LoRa更高了10倍。這是因?yàn)镹B-IoT在睡眠模式下的功耗約25微安(mA)，而且大約每小時(shí)喚醒一次與基站通信。相形之下，LoRa芯片在睡眠時(shí)的功耗不到1mA，而且只有在必須發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)才會(huì)喚醒。

Ceva的DragonFly NB2核心采用更快的Release 14數(shù)據(jù)速率和更低的發(fā)射功率級(jí)，盡可能地減少NB-IoT功率放大器(PA)的利用。盡管Ceva在Release 13核心中擁有超過10款設(shè)計(jì)，Ceva無線部門業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)與產(chǎn)品營銷經(jīng)理Emmanuel Gresset解釋，“由于功耗問題，客戶都希望升級(jí)設(shè)計(jì)到Release 14......因此，未來將不再支持Release 13，并由Release 14完全取代”。

Ceva 在一枚收發(fā)器上實(shí)現(xiàn)軟件支持Release 14 NB-IoT和 GNSS (來源: Ceva)

　　他說，各種不同的芯片、模塊和系統(tǒng)供應(yīng)商將為新的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)SoC，特別是在中國。IHS則表示，中國政府的IoT計(jì)劃正致力于推動(dòng)大部份的NB-IoT部署。

　　有些人則對(duì)最新標(biāo)準(zhǔn)采取更慎重的看法。IHS分析師Sam Lucero說：“Release 14并非改變游戲規(guī)則，而是一種漸進(jìn)式改善，因而不會(huì)從根本上改變發(fā)展軌跡。”

　　Telit應(yīng)用工程副總裁Ken Bednasz表示，NB-IoT模塊尺寸將從28mm2縮小至下一代芯片組的15mm2。“業(yè)界正在致力于解決的事情之一是為地下室和地下的智慧電表擴(kuò)大RF覆蓋范圍。”Telit是一家采用高通(Qualcomm)和Altair芯片的模塊制造商。

　　同時(shí)，據(jù)稱Sigfox今年并未達(dá)到網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)至少600萬活躍用戶的目標(biāo)。該公司透露，截至今年2月時(shí)約有250萬用戶，最近的數(shù)據(jù)則更新到300萬用戶了，但是，IHS IoT分析師Lee Ratliff說：“相較于LoRa，它已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后了。”

　　整體來看，商業(yè)用戶正在慢慢地部署物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，但他們?nèi)狈μ暨x硬件的經(jīng)驗(yàn)，他們需要一種簡單的方法將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入IT系統(tǒng)。Multitech的Smith說：“對(duì)于企業(yè)來說，目前的方式十分混淆，他們還得花時(shí)間學(xué)習(xí)。”

　　而僅在LoRa領(lǐng)域，諸如Everynet、Kerlink、Multitech和Senet等公司均致力于開發(fā)中介固件，以建構(gòu)IoT與IT之間的鏈接。隨著企業(yè)開始關(guān)注如何透過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)取得投資報(bào)酬率之際，這已成為克服挑戰(zhàn)的重要部份。

　　Smith說：“有些人確切地知道自己要做什么，有些人大概知道且在試著搞清楚具體情況，但是，還有很多人不知道可能做些什么，而且也不了解設(shè)備的最新技術(shù)狀況。”