頻譜資源稀缺,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)選擇誰?

責(zé)任編輯:editor009

2014-12-13 14:47:55

摘自:移動(dòng)LABS

雖然新一代的5G通訊朝向更高頻的方向走,例如5GHz以上的頻段,甚至可以高到28GHz、30GHz等,但其實(shí)無線通信也有另一個(gè)趨勢,是往更低頻的位置走,即1GHz以下的頻段,英文稱為Sub-1GHz。

雖然新一代的5G通訊朝向更高頻的方向走,例如5GHz以上的頻段,甚至可以高到28GHz、30GHz等,但其實(shí)無線通信也有另一個(gè)趨勢,是往更低頻的位置走,即1GHz以下的頻段,英文稱為Sub-1GHz。

這如同電腦運(yùn)算一樣,一是往更高效能推進(jìn),另一是往更低廉小巧推進(jìn),現(xiàn)在的桌上型PC可以小到只有USB隨身碟般大小,稱為PC-on-a-Stick,或者可以只有名片般大小,價(jià)位更只有20~35美元,如樹莓派(Raspberry Pi, RPi)。

而所謂Sub-1GHz,就字義上而言是泛指低于1GHz頻段的無線通訊統(tǒng)統(tǒng)都算,但實(shí)際而言并非如此,而是要扣除許多既有應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)才能算。首先要扣除類比電視的電視白區(qū)(Television White Space, TVWS),小至54MHz,大至890MHz,換成數(shù)位電視后,也會(huì)使用698MHz~890MHz間。

而以LTE而言,F(xiàn)DD LTE也有使用13個(gè)頻段低于1GHz,一般在700MHz~900MHz間,但有一個(gè)頻段低至462MHz。而偏高頻的TD-LTE也有一個(gè)頻段在1GHz以下,為703MHz。

扣除上述后,真正用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用的,多是315MHz、433MHz、868MHz、915MHz等頻段,部份國家還允許使用169MHz頻段,或者大陸可用779MHz。

即便是這些頻段,其實(shí)也已經(jīng)有其他無線通訊標(biāo)準(zhǔn)采用,如業(yè)界已發(fā)展、推行10年的ZigBee,即使用2.4GHz、915MHz、868MHz頻段,其中后兩者低于1GHz。而Google/Nest Labs提出的家用物聯(lián)網(wǎng)無線通訊技術(shù)Thread,已言明使用與ZigBee相同的底層技術(shù),即IEEE 802.15.4,言下之意現(xiàn)有已支援ZigBee通訊的晶片,理論上只要更新韌體,就可以改行Thread通訊,如此也一樣用及868MHz、 915MHz頻段。不過,ZigBee、Thread已屬物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,已是Sub-1GHz本有的初衷應(yīng)用。

除了ZigBee、Thread外,IEEE 802.11ah標(biāo)準(zhǔn)也是鎖定1GHz以下的物聯(lián)網(wǎng)、無線感測器網(wǎng)路(WSN)等應(yīng)用,預(yù)計(jì)2016年會(huì)有正式標(biāo)準(zhǔn)出爐。

當(dāng)然,1GHz以下也包含類比AM收音機(jī)的540kHz~1,600kHz(1.6MHz),或者FM收音機(jī)的88.1MHz~108.1MHz,也包含無線充電的WPC Qi的110kHz~205kHz,或A4WP的6.78MHz,NFC與RFID感應(yīng)的13.56MHz,但因?yàn)檫@些頻率實(shí)在太低,除FM外幾乎都不到 100MHz,因此幾乎可略而不提,不相沖突。

所以,即便真的談?wù)摰陀?GHz的物聯(lián)網(wǎng)傳輸應(yīng)用,也有4類需要談?wù)?,一是現(xiàn)行最普及的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZigBee(廣泛應(yīng)用),二是各業(yè)者自行應(yīng)用的專屬型Sub- 1GHz傳輸,三是剛起步不久,僅針對(duì)家用物聯(lián)網(wǎng)的Thread,四是預(yù)計(jì)2016年到位的IEEE 802.11ah。

IEEE 802.11ah的訂立是希望業(yè)者放棄專屬型Sub-1GHz,但目前來看有些不樂觀,因?yàn)?1ah僅訂立多數(shù)業(yè)者均可接受的共識(shí)標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)有專屬型的晶片表現(xiàn)多已超越此標(biāo)準(zhǔn),預(yù)估即便標(biāo)準(zhǔn)出爐,放棄專屬的速度也會(huì)緩慢,特別是在一些產(chǎn)業(yè)型應(yīng)用中,特別講究較佳的通訊表現(xiàn),且換用周期較久。

以上4類尚未談到LTE,事實(shí)上LTE也在訂立支援物聯(lián)網(wǎng)的新通訊標(biāo)準(zhǔn),即MTC(Machine Type Communication),如此就有5類低于1GHz的物聯(lián)網(wǎng)通訊,因?yàn)槿缜笆?,LTE至少有462MHz、700MHz~900MHz可用。另外,與ZigBee、Thread在家用物聯(lián)網(wǎng)競爭的尚有Z-Wave,也使用868MHz~956MHz。

另外美國歐巴馬總統(tǒng)2008年就任后所提出的智慧電網(wǎng)(Smart Grid),也在之后由IEEE負(fù)責(zé)制訂出智慧公用事業(yè)網(wǎng)路(Smart Utility Network, SUN)標(biāo)準(zhǔn),即IEEE 802.15.4g,也一樣是使用低于1GHz頻段,也屬產(chǎn)業(yè)性應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)。

最后,一定要用及1GHz以下頻段嗎?一是低頻可以用較低成本達(dá)到比較大面積的覆蓋,好支援廣布的感測節(jié)點(diǎn),同時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸量不大,低頻頻段的 Mbps級(jí)傳輸率足以因應(yīng)。另一則如Nest Labs所言,2.4GHz頻段太擠了,包含微波爐、Wi-Fi、藍(lán)牙都使用,因此Thread期望在2.4GHz外也能使用其他頻段,以加速實(shí)現(xiàn)家用物聯(lián)網(wǎng)。

目前唯一沒使用低于1GHz的物聯(lián)網(wǎng)通訊恐怕僅剩藍(lán)牙,4.1版的藍(lán)牙也開始支援Mesh型網(wǎng)路,這是支援物聯(lián)網(wǎng)所必須的基礎(chǔ),但藍(lán)牙依然以2.4GHz為主,且看其日后發(fā)展會(huì)否也跟進(jìn)采用Sub-1GHz頻段。

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