人工智能與物聯網 - 科普篇 | 什麼是蜂窩物聯網?－鑽石舞台

蜂窩物聯網是一種利用蜂窩技術將實體物件(例如傳感器)連接到互聯網的方式，即物與物之間能夠實現在與手機網絡相同的移動網絡上進行網絡連接。基礎架構的簡單性以及與5G的相結合，使蜂窩物聯網在未來的萬物互聯中扮演着重要角色。

儘管很多人無法回答「什麼是蜂窩物聯網?」這個問題。但是大多數人卻對這種基礎技術非常「熟悉」，而且每天都在使用。蜂窩網絡將我們的手機連接到百度地圖，微博和微信等移動APP上;可以傳遞文字、圖片、語音及視頻等內容。

不過，蜂窩網絡技術的應用不僅僅停留在家人朋友之間的相互溝通交流。現在，我們還看到了它與我們身邊的物體進行連接所帶來的價值。例如聯網的路燈、智能停車收費和智能水電錶，以及無數的工業應用和農業應用，都因連接的可用性迎來了巨大變化。

據愛立信的預測，到2023年，連接到已經部署的蜂窩物聯網網絡的設備數量將以19%的年複合增長率增長。這意味着，到2023年，預計將有超過200億台IoT設備連接在一起，尤其是在LTE和5G上，其中大部分應用將主要集中在中國和東北亞地區。

圖片來源: Ericsson Mobility Report (2018)

什麼是「蜂窩物聯網」，我們為什麼要關注它?目前主要的蜂窩技術有哪些?今天我們來簡要探討一下。首先我們通過兩個簡短問答來這些問題。

「什麼是蜂窩物聯網？」

這是一種使用與手機通信基本相同的連接技術將物體(例如傳感器)連接到互聯網的方式。也因此，我們無需再建新的專用網絡來連接IoT設備，直接使用與智能手機相同的移動網絡即可。蜂窩物聯網為低功率廣域網(LPWAN)提供了可用的替代方案，例如「 LoRaWAN」和「 Sigfox」這些，它們運行在未授權頻段上。

「為什麼蜂窩物聯網能快速擴張？」

因為目前蜂窩網絡現已遍布全球，因此我們無需建立任何新的物理基礎設施來支持蜂窩物聯網。但是很長一段時間以來，具有蜂窩功能的IoT設備因供電問題，從而限制了它們的應用範圍。現在隨着大量新的支持蜂窩功能的低功耗傳感器的出現，僅需要很小的電量就可以在相當長的距離內傳輸一定量的數據。而且，隨着5G的到來，蜂窩物聯網將迎來更好的發展。

蜂窩物聯網的兩種主要技術：LTE-M和NB-IOT

實際上，當前所有的蜂窩物聯網應用都使用以下兩種技術之一：LTE-M或NB-IoT。儘管兩種蜂窩物聯網技術之間存在重要的針對特定應用的區別，但通常還是根據所在地區的蜂窩基礎設施標準是LTE還是GSM來選擇到底使用哪一種。就目前全球情況來，LTE覆蓋的地區主要是美國、荷蘭、愛爾蘭和澳大利亞擁等國家，而GSM主要應用於亞洲、東歐和非洲等國家和地區。

LTE-M

如上所述，LTE在美國、荷蘭和愛爾蘭等地區基本實現了全國性覆蓋，並且在大多數主要國家和地區都正在進行相關部署和試驗。在蜂窩物聯網應用中，它可能會超過GSM。LTE-M代表「機器的長期進化」，是一種網絡標準，允許IoT設備搭載在現有的蜂窩網絡上。只需進行軟件更新，支持LTE-M的設備就可以與雲端服務進行通信，就像我們在刷微博一樣。通常來講，LTE-M設備最適合對實時數據傳輸要求比較高的「重要關鍵」應用，例如自動駕駛汽車或智慧城市中的應急設備。

NB-IoT

NB-IoT意為：窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things)，非常適合應用在沒有良好LTE覆蓋的區域，或者僅需要傳輸少量信息的項目應用，例如在智能農業中土壤傳感器的應用或智慧城市中能源使用監控傳感器等等。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為標準蜂窩技術的區域(特別是在歐洲以及非洲和亞洲的發展中國家和地區)，或者所需要用到項目僅需要定期通過互聯網發送少量數據，NB-IoT就比較適合。