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    IoT 產品設計中的蜂窩連接注意事項

    點擊數:【】 發布時間:【2022-11-9 9:46:19】

    在針對 IoT 進行設計時,請考慮:

    • 設備:設備和部署特征將影響手機網絡連接的選擇??紤]因素包括設備的使用壽命以及保持部署所需的功率。在偏遠、全球或廣闊的位置進行大規模部署需要一致的電源,因為它們可能會長時間保持原位。

    • 數據:設備需要交換什么類型和數量的數據?它可能只發送小數據包,或者可能需要更高的帶寬來交換視頻。最好考慮設備應用程序如何隨時間發展,例如從發送音頻文件到添加視頻。無論數據量和類型如何,連接都必須是安全的,因為大規模物聯網部署呈現出持續存在風險的大型攻擊面。因此,請考慮數據價值和多網絡彈性。

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    • 分發:分發是一個關鍵的考慮因素,因為國家、區域和國際部署的網絡選項和商業安排會有所不同。始終最好為設備設置一個庫存單位      (SKU),但如果發往不同市場的設備具有不同的 SIM 卡,則可能無法做到這一點。在這種情況下,當設備到達其目標以進行后期連接時,可能必須添加特定于區域的 SIM。

    • 覆蓋范圍:這涉及用于連接設備的無線技術。低功耗廣域網(LPWAN)(NB-IoT和LTE-M)很流行,但它們的全球覆蓋范圍不足,甚至在國家層面也存在差距。確保您的設備肯定會覆蓋,并且您沒有機會需要部署到根本沒有LPWAN的國家/地區。眾所周知,英國在東側提供LTE-M,在西側提供NB-IoT。世界各地也存在許多類似的覆蓋差距,即使是像巴西這樣發達的國家也無法提供一致的LPWAN覆蓋。

    逐步淘汰2G和3G

    大量物聯網應用旨在通過2G和3G連接。這些網絡現在正在逐步淘汰,就3G而言,許多地區已經關閉或計劃在不久的將來關閉。其主要原因是移動網絡運營商(MNO)希望為下一代、具有成本效益和更高的創收技術釋放頻譜。

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    大多數通過3G連接物聯網部署的公司都將進入其遷移計劃。2G略有不同,因為它是一種在機器對機器(M2M)和物聯網連接設備的大規模部署中根深蒂固的技術,尤其是在歐洲,因此有跡象表明,在許多國家,2G至少要到本世紀末才會停下。雖然這似乎很遙遠,但前瞻性規劃對于部署多年的設備至關重要。

    有一系列2G / 3G連接替代方案,每種都有自己的功能。應權衡這些,以評估它們是否適合設計中的新物聯網設備:

    1. NB-物聯網

    這最適合發送少量非實時數據的固定物聯網設備,由電池或太陽能供電,并且位于其他技術難以獲得信號的地方。NB-IoT提供低硬件和運營成本,因此使長期大規模部署變得可行。它具有電池效率,因此可以支持長時間在現場停留的設備,例如數據吞吐量低且間歇性的傳感器。NB-IoT具有很強的信號穿透力,實際上是任何低LPWAN中最深的覆蓋范圍,因此,如果傳感器或水表部署在街道下方,它可以應對地下室或地下停車場。

    • LTE-M (Cat-M1):這提供了任何LPWAN技術中最高的吞吐速度和帶寬,因此它可以處理無線(OTA)更新,例如固件或網絡運營商配置文件。它提供的延遲和速度大致相當于3G,電池效率高且具有成本效益。

    LTE-M (Cat-M1) 可以支持廣泛的物聯網應用,但非常適合需要更高速度或雙向數據傳輸的低功耗設備,例如支持語音或 SMS 服務的設備。它可以由移動和固定設備使用,因為它支持單元到單元漫游。

    但是,由于已經提到的覆蓋范圍原因,一些部署將難以使用NB-IoT或LTE-M。NB-IoT和LTE-M在4G上都不可用,NB-IoT目前與eSIM不兼容。

    如果這些限制使LPWAN不合適,公司可以考慮:

    • LTE Cat-1 和 Cat-1 BIS:LTE Cat-1(Cat-1 BIS是單天線版本)是一項成熟的技術。硬件成本和功耗略高于LTE-M和NB-IoT,但對于某些部署來說,好處將超過這一點。它具有全球支持,因為Cat-1是標準的4G技術,現有的漫游協議意味著可以通過單個SIM SKU訪問全球網絡。它適用于移動應用程序,并與eSIM兼容。

    更低的延遲和更高的帶寬使Cat-1成為2G / 3G的強大替代品,并且可以支持廣泛的物聯網應用。對于需要更高速度的低功耗物聯網設備,應考慮使用雙向數據傳輸或移動性,并且可以支持三到五年的電池壽命或使用可充電電池的應用。

    用于靈活連接的電子觸控

    eSIM 是實現靈活性的理想技術,因為它支持 OTA 配置網絡運營商憑據。這意味著可以將相同的SIM卡插入每個設備,無論它們要去哪里,因為以后可以配置連接。這提供了對操作簡單性非常重要的單一SKU,特別是對于大型國際物聯網部署。這使得制造流程更簡單、更精簡,并且連接性更能以本地速率使用本地網絡。

    此外,eSIM使生活中的網絡運營商變更成為可能,而無需物理更換SIM卡。這樣,公司就可以利用新的商業安排和有吸引力的交易。在設計具有蜂窩連接的 IoT 設備時,需要考慮一系列注意事項。設備本身、它們將交換的數據以及它們的目標地理位置都將在確定正確的蜂窩連接選擇方面發揮作用。

    網絡技術不是永遠的,因為已經完成或正在從2G和3G遷移的公司將知道,因此技術標準的生命周期是另一個需要牢記的因素。某些技術的好處在于它們的靈活性——eSIM在合適的地方為物聯網部署帶來了敏捷性??傊?,物聯網連接平臺提供商將能夠為每個特定的物聯網用例提供最佳蜂窩連接建議。



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