2020年值得关注的5种无线物联网通信趋势-阿里云开发者社区

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2020年值得关注的5种无线物联网通信趋势

简介: 随着新无线标准在现有技术基础上的应用不断扩大,预计未来一年将迎来更多物联网里程碑。与此同时,我们将看到不断上升的无线电资源挑战,并将采取创新方法来解决这些挑战。随着物联网领域的快速发展,以下是您今年可以预期的五大无线趋势。

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一切都将变得无线。根据Gartner的最新预测,从2019年开始,仅企业和汽车市场的物联网(IoT)连接将增长21%,到2020年将达到58亿个端点。


随着新无线标准在现有技术基础上的应用不断扩大,预计未来一年将迎来更多物联网里程碑。与此同时,我们将看到不断上升的无线电资源挑战,并将采取创新方法来解决这些挑战。


随着物联网领域的快速发展,以下是您今年可以预期的五大无线趋势。


1.无线新标准的日益普及


从5G和Wi-Fi 6到蓝牙5.0和基于标准的低功耗广域网(LPWAN)协议,我相信在2019年刚刚起步的无线标准在2020年的成熟和采用方面将有一个巨大的飞跃。


5G无处不在,随着第16版(预计将于2020年晚些时候最终确定)的发布,3GPP正朝着“完整的5G愿景(full 5G vision)”努力。该版本包括用于超可靠的低延迟通信(URLLC)的新技术,并且相对于当前版本在移动性,功耗和频谱效率方面进行了许多改进。包含新功能的装置和设备正在进一步发展。


全新的Wi-Fi 6.0(也称为802.11ax)与以前的产品相比,不仅数据传输速度快30%到40%,而且在人口密集的地区也有更好的效率和性能。蓝牙5.0及其衍生产品蓝牙5.1和5.2,可实现更精确的位置查找,极大地提高了范围和吞吐量。在LPWAN领域中,NB-IoT和LTE-M等基于运营商的标准继续发展,而诸如ETSI TS103357的新开放标准应运而生,以补充Sigfox和LoRa / LoRaWAN等专有解决方案。


2.跨垂直行业的无线应用


在所有垂直领域,无线技术的采用将继续增加。在过去的几年中,所有无线技术都取得了显著的进步(例如,更快的速度、更低的延迟、更高的服务质量),并且它们可轻松用于各种产品中以快速安装和部署。尤其是在对传感器和遥测的连接性要求极高的IIoT用例中,无线解决方案变得越来越重要。


用于提高运营效率以及过程透明性和可持续性的工业数字化仍在进行中,这为整个无线解决方案提供了巨大的机会。在这种情况下,连接的设备和传感器成为后端机器学习和AI解决方案的重要推动者,而后端机器学习和AI解决方案严重依赖数据的可用性和可靠性来履行其对智能数据分析的承诺。


3.带宽需求急剧增加


无线设备的指数级增长将不可避免地伴随着带宽使用的不断增长。为了满足这种需求,联邦通信委员会已为电信服务提供了额外的许可无线频谱。通常用于电视广播的600 MHz频段中的某些频率现在可用于5G“低频段”模式。借此,蜂窝移动运营商将致力于将其网络延伸到大多数农村地区,实现全国范围的5G覆盖。


与专用的许可频段不同,无许可频段由于其无限的可访问性,将面临来自大量共存的无线网络的日益严重的拥塞。来自Wi-Fi,Zigbee,Bluetooth,Thread等技术的无线电流量已经淹没了免许可证且可在全球范围内使用的2.4 GHz频谱。随着越来越多的无线协议将其用于远距离大规模物联网部署,具有更多区域划分的免许可证Sub-GHz频段正在迅速赶上。同时,我相信跨系统干扰的挑战将会越来越大。


4.促进频谱效率和无线电共存的新方法


鉴于有限的无线电资源日益紧张,将开发和采用更多的创新技术,以减轻在同一无许可证频段内运行的相邻无线电系统之间的干扰。网关的片上解决方案可以管理不同2.4GHz技术的共存,以减轻性能下降和数据丢失的风险。例如,在使用Wi-Fi时关闭Zigbee,或者延迟Wi-Fi传输以提高蓝牙消息的可靠性。


在诸如LPWAN之类的非同步网络中,需要物理层上的高级技术来提高频谱效率并增强抵抗来自其他系统的干扰的鲁棒性。具体来说,低带宽使用、短广播时间和跳频的组合可以在不影响电池寿命的前提下将网络可靠性和可扩展性提高几个数量级。


在2020年,我们将看到为解决无许可证频谱中的干扰问题而专门设计的LPWAN技术的采用将有所增加。


5.越来越多地使用软件定义的无线电技术


软件无线电(SDR)是一种RF通信方法,其中大多数信号处理任务是使用软件或固件而不是专用无线电芯片完成的。SDR是一项先进的无线电技术,需要大量的软件开发。因此,当前并非所有无线解决方案都将这种方法纳入其设计。


从用户的角度来看,基于SDR的技术在定制方面具有很大的优势。通过在网关/基站上进行软件升级,可以轻松地在现有和将来的现成IT硬件上实施修改或改进无线系统功能。更重要的是,SDR方法允许相同的硬件平台(即IoT网关)支持多个频段和无线电协议,以简化部署,同时提供与现场旧有无线电设备的向后兼容性。


在2020年及以后不断出现新的无线协议和标准的过程中,SDR技术将迅速获得关注,并推动IoT体系结构的可扩展性和互操作性。


总结


无线物联网格局正以惊人的速度变化,以适应对互联设备的爆炸性需求。在带宽需求飞涨的同时,随着越来越多的无线标准争夺它们在免许可证频谱中的地位,无线电干扰的挑战将变得更加明显。确保无线性能可靠的创新技术将成为公司无线基础架构长期生存的关键。同时,SDR设计将被证明有助于设计灵活、高性能和面向未来的无线网络。


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