作者:Hagay Gellis Regional Manager EEMEA, CEVA.
随着全球物联网 (IoT) 的发展与演化,通信协议之间的竞争日趋白热化。但通信协议并没有万径归一的迹象;为应对挑战,公司、组织及利益集团都通过越来越多的途径发明新协议并对其进行完善。
这并非巧合。IoT 是由多种用例构成的无限领域。由于通信距离、传输速度、带宽、功耗等内在因素,每种用例都需要不同的解决方案。在不同的 IoT 应用条件下,这些因素的优先顺序均不尽相同,且只有通过具有合适因素的解决方案才能找到最佳的解决办法。
譬如,运输时用于追踪资产的传感器仅需要极小的带宽,但却必须进行信息的远距离传递。由于此类传感器可能会在不充电的情况下依赖电池工作数年,因此其功耗也要极低。另一方面,由于智能家居应用程序的串流需要短程通信和宽带(在某些情况下),因此与依赖电池工作的设备相比其功耗不是主要问题(尽管我们一直都希望能尽可能地降低能耗)。
上述两种用例均可使用多种通信协议。被称为广域网 (WAN) 的资产追踪器这一用例,可能会受益于多种机对机 (M2M) 通信协议中的一种,如 Cat-0、Cat-1、LTE-M、NB-IoT 或 EC-GSM。智能家居系统是一种更偏向于家庭区域网 (HAN) 的用例,可以使用 Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth 或 Thread。
在诸如智能城市等更为复杂的用例中,可选协议很多。广义上的“智能城市”指不同层次上的多种不同智能应用。智能城市的一些主要问题是智能电网监控、交通管制及改善服务居民和访客的能力。去年,实验性的基础设施在全球城市如雨后春笋般涌现,彰显出解决这些问题的不同方法。
智能城市基础设施:LoRa 对 Sigfox 对 NB-IoT 对 Wi-Fi
低功耗广域网 (LPWANs) 是一种允许物体之间进行远程低比特率通信的设计。最近,悉尼推出了基于 LoRa 的 LPWAN。这种低功耗的远程网络最多可连接 1000 台设备,通信半径长达 5 公里。IoT 开发商可免费连接网络,以进行原型协议的编制、试验并开发解决方案。澳大利亚各地,墨尔本正在试用使用 NB-IoT 的 LPWAN。据报道,此技术的通信距离最远可达 30 公里,每个单元可连接的设备多达 100000 台。这些 LPWAN 仍处于实验阶段,因为要想服务于智能城市,还需要开发与之兼容的设备以及应用程序。
在地球的另一面,纽约市去年底使用了 LinkNYC,一种依托于现有公共付费电话基础设施的 Wi-Fi 终端网络。终端或他们口中的 Link 不仅提供免费的公共 Wi-Fi,人们还能用其免费拨打电话、给设备充电并能通过平板电脑享受城市服务、查看地图并导航。为了保证信号覆盖率,通信距离较短的 Wi-Fi 需要很多彼此距离不远的基站。这就是为何全市超过 7500 个付费电话都因新的通信需求而被改装。基础设施的主要优势之一是多数消费类电子设备支持 Wi-Fi,因此城市中数百万潜在用户均能立即连网。随之而来的是全市所有的老旧电话亭在翻修后都焕然一新。
而在法国,法国的 IoT 网络提供商 Sigfox 于八月初宣称与台湾制造商研华科技进行合作。Sigfox CEO 及创始人 Ludovic Le Moan 在台北国际会议中心宣布达成此交易,包括在台湾推出 Sigfox 的 IoT 网络及一项为研华科技建设所有新基站的协议。Sigfox 于年初确立了自己在欧洲和美国市场的地位。在宣布计划进入新加坡市场一个月后便进入台湾市场,突显出 Sigfox 抢滩亚洲市场的雄心。
一种应对不确定性的多模式解决方案
大家都知道未来几年里将有数百亿的设备会连接到 IoT。另一方面,却没人知道设备到底该如何与物联网连接。本文所讨论的几个案例说明了事物连接性的多种方法(尽管可能有更多的通信协议能在这些用例上得以运用并对其提供支持)。IoT 仍处于初始阶段。我们与设备、家及城市互动的方式也一直在变。正如Pokémon Go的风靡,基于人工智能的对话助手或增加现实及虚拟现实等技术进步,是这些变化的幕后推手。这些技术进步也彰显了智能城市基础设施的发展方向。
由于不确定性,SoC 设计者及工程师今天仍需要有所行动,才能让其产品在未来数十亿连网设备中占有一席之地。唯一的可行方案是有一个能支持多种标准和协议的强大且高效的架构框架。同时,此框架必须具有灵活性、易于调整及通过无线进行就地升级的特点,以保持与不断变化的标准同步。同样重要的是,框架必须小巧高效以满足性价比的要求。在将功耗控制在最低时,使用同一硬件来执行尽可能多的不同任务将是一大裨益。如果这些标准得以满足,那么这样架构框架和解决方案当然会经得起时间考验,并且也适用于智能的互联世界,不管哪些协议会取得长期成功,哪些协议会销声匿迹。