06
2020
07

物联网无线通讯类型盘点


近几年来,随着物联网行业的蓬勃发展,无线通信模块的制式类型也越来越多,从GSMNB-IoTLoRa,再到4G,应用层出不穷,我们一一盘点。


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(一)GSM模块

GSM模块称为最为古老的模块毫不为过。GSM面世至今已有几十年的历史,具有成熟、稳定、性价比高等优势。虽然其传输速率最高只能达到171.2Kbps(理论值),但完全可以满足70%左右的物联网应用场景。但是近几年来,随着物联网的迅速发展,加上GSM网络退网、基站裁撤的影响,GSM网络的体验越来越差,无法连网、频繁断网的现象越来越严重,让大家头疼不已

(二)NB-loT模块

GSM网络的恶化,让大家对于NB-IoT寄予厚望。NB-IoT网络具有大容量、低发射功率、极低功耗的特性,似乎是GSM网络的完美接班人。但NB-IoT的应用场景实在有限,比较适合于静止状态、小数据量、低频次的周期性数据采集场景,对于远程控制的场景有些力不从心。目前NB-IoT在燃气表、水表、电表(俗称三表)领域发展还不错,但在其它领域发展不如预期。

(三)Cat.4/Cat.1模块

由于GSM网络与NB-IoT的网络不尽如人意,大家不约而同把目光转向了4G模块。目前市面上约大多数的4G模块都是LTE Cat.4制式的,传输速率高(下行150Mbps,上行50Mbps)、时延短,而且网络覆盖好、质量高,不会像2G网络那样拥塞。另外,随着5G的兴起,手机业务的流量将会逐渐由4G转向5G

那现有的成熟4G网络用来做什么呢?——必然是承接来自物联网的流量业务。

这么看下来,现阶段对物联网而言似乎4G Cat.4方案是最完美的选择了,但事实上却并非如此。4G Cat.4模块的唯一缺点就是一个字——贵!2017年,Cat.4模块高通方案的价格还在140元左右,随着ASR国产方案的成熟与稳定,Cat.4模块目前的价格已经下降到了70元左右,由此引爆了国内Cat.4模块销量的大幅增长。但是对于绝大多数物联网应用来说,价格还是太高。

2020年,物联网无线通信模块将要迎来一位新的成员——LTE Cat.1模块。

Cat.1大家虽然不太熟悉,但早在2008年,LTE的第一个版本R8Release 8)中,除了有满足宽带多媒体应用的Cat.3Cat.4Cat.5等终端等级外,也有低速率的终端等级Cat.1,非常适合物联网应用。

Cat.1具有以下优点:

1)网络成熟稳定,覆盖广。

LTE Cat.1可以无缝接入现有LTE网络当中,无需针对基站进行软硬件的升级。也就是说,Cat.1的覆盖情况与Cat.4一样,不用担心网络覆盖问题。

2Cat.1使用单天线,系统集成度高,硬件架构更简单,外围硬件成本更低。

3)功耗更低,较Cat.4下降了20%

4)速率适中,上行5Mbps, 下行10Mbps,可以覆盖90%左右的物联网应用场景。

据实网测试,在信号良好的区域,Cat.1模块的上下行速率能基本接近理论速率。不得不说这是个不小的惊喜,看来运营商对于Cat.1还是用料很足的,没有去刻意阉割。

5)网络时延小,与Cat.4相当。

物联网应用行业众多,以下仅列出部分常规应用行业通信需求的Cat.4/Cat.1适用性对照表:

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