什么是蜂窩網(wǎng)絡(luò)

蜂窩網(wǎng)絡(luò)被稱為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，又可分為模擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)，主要區(qū)別于傳輸信息的方式。名字的緣由主要是由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋的各通信基地臺(tái)的信號(hào)覆蓋呈現(xiàn)六邊形，形似蜂窩，因此被稱為蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)組成主要有以下三部分：移動(dòng)站，基站子系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。移動(dòng)站就是網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，比如手機(jī)或者一些蜂窩工控設(shè)備?；咀酉到y(tǒng)包括移動(dòng)基站、無(wú)線收發(fā)設(shè)備、專用網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線的數(shù)字設(shè)備等等。子系統(tǒng)可以看作是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)之間的轉(zhuǎn)換器。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)為我們所了解和喜愛(ài)的許多事物提供了骨干，使我們能夠訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)、乘車(chē)、與朋友聯(lián)系、購(gòu)物、觀看視頻等。除了眾所周知的個(gè)人應(yīng)用外，蜂窩網(wǎng)絡(luò)在許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中也起著至關(guān)重要的作用，并且在不斷發(fā)展。

▍蜂窩網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用

在物聯(lián)網(wǎng)中，很大一部分應(yīng)用其實(shí)對(duì)數(shù)據(jù)速率要求并不高，但對(duì)于終端功耗、成本的要求較為苛刻，并且由于這些終端數(shù)量巨大且分布范圍廣，需要范圍寬廣的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)提供完全覆蓋，例如聯(lián)網(wǎng)的路燈、智能停車(chē)收費(fèi)和智能水電表，以及無(wú)數(shù)的工業(yè)應(yīng)用和農(nóng)業(yè)應(yīng)用，都因蜂窩網(wǎng)絡(luò)迎來(lái)了巨大變化。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)具備高覆蓋與高可靠性的優(yōu)勢(shì)，在戶外覆蓋率可以實(shí)現(xiàn)99%以上，并且基礎(chǔ)設(shè)施完善，可靠性高，且可信賴性同樣也很高，與其他通信技術(shù)相比，蜂窩技術(shù)在距離、覆蓋、穩(wěn)定性等方面都有著一定優(yōu)勢(shì)，可以形成互補(bǔ)。

▍蜂窩網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)

●覆蓋范圍廣

由于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)使用現(xiàn)有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，因此已經(jīng)存在廣泛的覆蓋范圍。一個(gè)人也可以處理設(shè)備在各個(gè)國(guó)家和城市的分布。這對(duì)于任何信息至關(guān)重要的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目都是必要的，尤其是對(duì)于屬性、移動(dòng)性和其他技術(shù)公司活動(dòng)的監(jiān)視。

●遠(yuǎn)程管理

定期測(cè)試和監(jiān)視任何涉及蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的物理設(shè)備非常重要。您可以使用在線物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視鏈接的已連接設(shè)備并對(duì)其進(jìn)行故障排除，而不受地理位置的影響。此優(yōu)點(diǎn)意味著可以通知服務(wù)技術(shù)人員，而不必在每個(gè)系統(tǒng)中搜索異常情況。因此，蜂窩連接消除了干擾，并大大減少了與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)相關(guān)的費(fèi)用。

●個(gè)人網(wǎng)絡(luò)和保護(hù)工具

為了防止非法披露，每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序都需要安全協(xié)議。這對(duì)于所有敏感數(shù)據(jù)跟蹤設(shè)備(例如醫(yī)療應(yīng)用程序或欺詐性應(yīng)用程序)尤其重要。為了給用戶、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)增加保護(hù)層，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以使用專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如VPN、APN和IPsec協(xié)議。

什么是“蜂窩物聯(lián)網(wǎng)”，我們?yōu)槭裁匆P(guān)注它?目前主要的蜂窩技術(shù)又哪些?今天我們來(lái)簡(jiǎn)要探討一下。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)是一種利用蜂窩技術(shù)將實(shí)體物件(例如傳感器)連接到互聯(lián)網(wǎng)的方式，即物與物之間能夠?qū)崿F(xiàn)在與手機(jī)網(wǎng)絡(luò)相同的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接?；A(chǔ)架構(gòu)的簡(jiǎn)單性以及與5G的相結(jié)合，使蜂窩物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)的萬(wàn)物互聯(lián)中扮演著重要角色。

什么是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)?蜂窩物聯(lián)網(wǎng)有什么好處?

盡管很多人無(wú)法回答“什么是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)?”這個(gè)問(wèn)題。但是大多數(shù)人卻對(duì)這種基礎(chǔ)技術(shù)非常“熟悉”，而且每天都在使用。蜂窩網(wǎng)絡(luò)將我們的手機(jī)連接到百度地圖、微博和微信等移動(dòng)APP上;可以傳遞文字、圖片、語(yǔ)音及視頻等內(nèi)容。

不過(guò)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不僅僅停留在家人朋友之間的相互溝通交流?，F(xiàn)在，我們還看到了它與我們身邊的物體進(jìn)行連接所帶來(lái)的價(jià)值。例如聯(lián)網(wǎng)的路燈、智能停車(chē)收費(fèi)和智能水電表，以及無(wú)數(shù)的工業(yè)應(yīng)用和農(nóng)業(yè)應(yīng)用，都因連接的可用性迎來(lái)了巨大變化。

據(jù)愛(ài)立信的預(yù)測(cè)，到2023年，連接到已經(jīng)部署的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量將以19%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。這意味著，到2023年，預(yù)計(jì)將有超過(guò)200億臺(tái)IoT設(shè)備連接在一起，尤其是在LTE和5G上，其中大部分應(yīng)用將主要集中在中國(guó)和東北亞地區(qū)。

什么是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)?蜂窩物聯(lián)網(wǎng)有什么好處?

圖片來(lái)源: Ericsson Mobility Report (2018)

什么是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)?

這是一種使用與手機(jī)通信基本相同的連接技術(shù)將物體(例如傳感器)連接到互聯(lián)網(wǎng)的方式。也因此，我們無(wú)需再建新的專用網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接IoT設(shè)備，直接使用與智能手機(jī)相同的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)即可。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)為低功率廣域網(wǎng)(LPWAN)提供了可用的替代方案，例如“ LoRaWAN”和“ Sigfox” 這些，它們運(yùn)行在未授權(quán)頻段上。

為什么蜂窩物聯(lián)網(wǎng)能快速擴(kuò)張?

因?yàn)槟壳胺涓C網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)已遍布全球，因此我們無(wú)需建立任何新的物理基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)支持蜂窩物聯(lián)網(wǎng)。但是很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，具有蜂窩功能的IoT設(shè)備因供電問(wèn)題，從而限制了它們的應(yīng)用范圍?，F(xiàn)在隨著大量新的支持蜂窩功能的低功耗傳感器的出現(xiàn)，僅需要很小的電量就可以在相當(dāng)長(zhǎng)的距離內(nèi)傳輸一定量的數(shù)據(jù)。而且，隨著5G的到來(lái)，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)將迎來(lái)更好的發(fā)展。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的兩種主要技術(shù)：LTE-M和NB-IOT

實(shí)際上，當(dāng)前所有的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都使用以下兩種技術(shù)之一：LTE-M或NB-IoT。盡管兩種蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間存在重要的針對(duì)特定應(yīng)用的區(qū)別，但通常還是根據(jù)所在地區(qū)的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)是LTE還是GSM來(lái)選擇到底使用哪一種。就目前全球情況來(lái)，LTE覆蓋的地區(qū)主要是美國(guó)、荷蘭、愛(ài)爾蘭和澳大利亞擁等國(guó)家，而GSM主要應(yīng)用于亞洲、東歐和非洲等國(guó)家和地區(qū)。

LTE-M

如上所述，LTE在美國(guó)、荷蘭和愛(ài)爾蘭等地區(qū)基本實(shí)現(xiàn)了全國(guó)性覆蓋，并且在大多數(shù)主要國(guó)家和地區(qū)都正在進(jìn)行相關(guān)部署和試驗(yàn)。在蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，它可能會(huì)超過(guò)GSM。

LTE-M代表“機(jī)器的長(zhǎng)期進(jìn)化”，是一種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，允許IoT設(shè)備搭載在現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)上。只需進(jìn)行 軟件更新，支持LTE-M的設(shè)備就可以與云端服務(wù)進(jìn)行通信，就像我們?cè)谒⑽⒉┮粯印Ｍǔ?lái)講，LTE-M設(shè)備最適合對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸要求比較高的“重要關(guān)鍵”應(yīng)用，例如自動(dòng)駕駛汽車(chē)或智慧城市中的應(yīng)急設(shè)備。

NB-IoT

NB-IoT意為：窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things)，非常適合應(yīng)用在沒(méi)有良好LTE覆蓋的區(qū)域，或者僅需要傳輸少量信息的項(xiàng)目應(yīng)用，例如在智能農(nóng)業(yè)中土壤傳感器的應(yīng)用或智慧城市中能源使用監(jiān)控傳感器等等。NB-IoT僅使用總帶寬基站的一小部分資源。如果要部署在以GSM為標(biāo)準(zhǔn)蜂窩技術(shù)的區(qū)域(特別是在歐洲以及非洲和亞洲的發(fā)展中國(guó)家和地區(qū))，或者所需要用到項(xiàng)目?jī)H需要定期通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送少量數(shù)據(jù)，NB-IoT就比較適合。

5G

盡管運(yùn)營(yíng)商們已經(jīng)圍繞5G進(jìn)行了大肆宣傳，但從本質(zhì)上來(lái)講與前幾代技術(shù)也一樣;只不過(guò)5G傳輸速率更快、帶寬容量更大，可以接入的設(shè)備更多。不過(guò)由于5G建設(shè)部署進(jìn)展速度和覆蓋區(qū)域廣度以及資費(fèi)等問(wèn)題，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，5G和LTE以及GSM將協(xié)同持續(xù)作為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)支撐。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面，5G技術(shù)將大放異彩，例如超安全的私有5G網(wǎng)絡(luò)將能夠在制造或物流環(huán)境中為成千上萬(wàn)的設(shè)備提供連接，其速度是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的10倍。

什么是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)?蜂窩物聯(lián)網(wǎng)有什么好處?

圖片來(lái)源: Ericsson Mobility Report (2018)

而在消費(fèi)者端，5G也將釋放出巨大的能量，5G將使得無(wú)人駕駛汽車(chē)或沉浸式VR&AR成為現(xiàn)實(shí)。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的好處

蜂窩連接與物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是廣泛的：

覆蓋范圍：蜂窩網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在、成熟且可靠。

全球范圍：沒(méi)有其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。

安全性：基于SIM的身份驗(yàn)證和VPN隧道的使用使蜂窩網(wǎng)絡(luò)成為最安全的選擇。

安裝：開(kāi)箱即用，無(wú)需本地安裝或技術(shù)專業(yè)知識(shí)。

低/無(wú)功率：蜂窩模塊可以消耗約8mA的功率，并且在斷電的情況下網(wǎng)絡(luò)仍然可用。

在安全性、覆蓋范圍和可用性方面，很難與蜂窩網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)。

全球蜂窩覆蓋

對(duì)于全球物聯(lián)網(wǎng)部署，蜂窩連接被廣泛認(rèn)為是最合乎邏輯和最可靠的連接選項(xiàng)。無(wú)需構(gòu)建新的基礎(chǔ)設(shè)施，也無(wú)需添加額外的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)來(lái)支持遠(yuǎn)程部署。您只需連接到已經(jīng)就位的信號(hào)塔。

蜂窩漫游是另一個(gè)考慮因素。您是否提供了一種可以部署到世界上未知地點(diǎn)或在區(qū)域之間移動(dòng)的解決方案?隨著蜂窩物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方，您的蜂窩提供商必須與合作運(yùn)營(yíng)商達(dá)成協(xié)議，以促進(jìn)跨地區(qū)的無(wú)縫連接，而無(wú)需更改SIM。