无线技术火力全开,物联网的头号悍将之争
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物联网即将一统电子江山,作为物联网的左膀右臂,2016年无线通信大将们都在各显神通。对于5G技术来说,由于所需容量和带宽的增加,新频谱的使用和新无线接口的部署都是延长5G部署的因素。虽说5G具体标准还未正式确定,但也阻止不了全球各大厂商的热情,从Simulink软件到NI各种关于5G的测试服务,再到华为Polar Code的研发。
美国当地时间11月17日凌晨0点45分,在3GPPRAN1 87次会议的5G短码方案讨论中,经过艰苦卓绝的努力和万分残酷的竞争,中国华为公司主推的Polar Code(极化码)方案,成为5G控制信道eMBB场景编码方案,这也是中国公司第一次进入到基础通信框架协议领域。
编码和调制是无线通信技术中最核心的部分,而信道编解码在基础通信框架中位于物理层位置,涉及到网络覆盖和传输速率的提升。这次 3GPP 确定了华为主导的 Polar 码作为控制信道的编码方案,高通主导的 LDPC 码作为数据信道的编码方案。根据华为的实际测试,Polar 码可以使现有蜂窝网络的频谱效率提升 10%,与毫米波结合达到 27Gbps 的速率。
华为力挺的物联网无线技术NB-IoT(Narrow Band -Internet of Things)
去年9月份,全球通信业对共同形成一个低功耗、广域覆盖(LPWA)的物联网标准达成共识, NB-IoT标准应运而生。今年6月16日,NB-IoT技术协议获得了3GPP 无线接入网(RAN)技术规范组会议通过。从立项到协议冻结仅用时不到8个月,成为史上建立最快的3GPP标准之一。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。目前,NB-IoT即可进入商用阶段。
值得一提的是,华为正大力支持NB-IoT技术。
物联网除了5G肯定少不了短距离无线通信技术,目前,多种短距离无线传输技术在物联网领域得到广泛的应用,竞争比较激烈的包括ZigBee、蓝牙、WiFi等无线通讯技术,以及基于这些技术发展而来的新技术。以现在的物联网智能家居行业来说,这三种无线通讯技术都在智能家居领域得到了运用,其中ZigBee无线通讯技术近年来的市场占有率逐步提高。当然,要构建一个万物互联的物联网络,以目前这三种无线通讯技术,都具有各自的优势和不足。
为了更快适应物联网行业的发展,2016年ZigBee、WiFi和蓝牙技术都在自有技术标准上进行了完善,分别推出了ZigBee3.0、WiFi Halow、蓝牙5.0。
超长距离Wi-Fi标准802.11ah—Wi-Fi HaLow
2016年1月份,WiFi联盟公布了802.11ah WiFi标准(HaLow),低功耗、长距离的特点更加顺应了物联网时代的发展。为了实现更大范围覆盖,802.11ah是在比现有的2.4GHz和5GHz技术相比低得多的900MHz频段中运行的。相对的,其运行速度大大降低,将仅能够在150千比特/秒和18兆比特/秒之间的速度传输数据,使得它比大多数现有的家庭网络慢。然而,这对只要求短时间数据传输的低功率设备来说还是非常合适的,如物联网设备的发送低功率器件。WiFi联盟消息称,第一批HaLow认证将在2018年。
低功耗传输提升4倍,除了蓝牙5.0还有谁!
6月16日,蓝牙技术联盟发布了新一代的蓝牙技术标准蓝牙5.0。蓝牙5.0的信号范围提升了2倍,这意味着它的通讯距离变长,低功耗传输速度是现有标准的4倍,同时还具有准确的室内定位功能。
蓝牙的通讯距离得到提升,不过这种点对点的通讯方式不具备大规模的网络拓扑能力。例如,一个完善的智能家居解决方案甚至需要上百个设备,蓝牙5.0无法实现大规模的设备组网。同时,蓝牙设备的功耗通常在一个月左右,对于电子设备及智能硬件来说,蓝牙5.0的性能能够更好满足硬件设备的需要,但是在智能家居领域,蓝牙5.0还需要接受考验。
统一、开放、完整的ZigBee3.0,国内厂商都入伙了
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,其特点是低功耗、低复杂度、自主组网、低速率和高安全性,是一种非常适合物联网的无线通讯协议。尤其是最近几年,ZigBee无线通讯技术在物联网领域的市场占有率得到大幅度提升。不过,ZigBee基于不同应用层拥有不同的技术标准,如ZigBee HA、ZigBee LL、ZigBee BA等,所以不同厂家生产的智能家居设备并不能实现互联互通。为了解决互联互通问题,ZigBee3.0标准诞生了。
ZigBee3.0基于 IEEE802.15.4 标准、工作频率为2.4 GHz(全球通用频率)、使用 ZigBee PRO 网络,由ZigBee联盟市场领先的无线标准统一而来,是第一个统一、开放和完整的无线物联网产品开发解决方案。它从物理层延伸到应用层,包括面向日益增多的细分市场的互操作性认证和品牌建设,覆盖了最广泛的设备类型,包括家庭自动化、照明、能源管理、智能家电、安全装置、传感器和医疗保健监控产品。
ZigBee3.0标准意味着ZigBee各应用层有了一个统一标准,来自全球任何两家厂商的智能家居设备都可实现互联互通,解决了智能家居领域的产品互联问题,使之更加适用于物联网。当然,这并不等于ZigBee、蓝牙、WiFi之间能够兼容,基于ZigBee3.0的智能家居仍然还会面临与蓝牙、WiFi设备不能互联互通的问题。
物联网领域无线技术标准之争一直在上演,目前WiFi、ZigBee和蓝牙都推出了新一代的标准,在性能上都得到提升,这也侧面印证了物联网行业发展前景。不过,2016年华为、美的、阿里等厂商都加入了ZigBee联盟,积极布局物联网,他们在智能家居方面的大力发展或加快ZigBee3.0技术落地,强化ZigBee在物联网领域的竞争力。
至于在未来物联网领域,WiFi Halow、蓝牙5.0和ZigBee3.0谁能成为王(互联网)的男人,我们拭目以待。