收藏：常見物聯(lián)網通信技術概覽
通信技術是物聯(lián)網的基礎，萬物互聯(lián)離不開各種通信技術的支持。如果把物聯(lián)網比作信息的物流系統(tǒng)，那么通信技術就是不同的交通運輸方式。
常見的通信技術可以分為有線通信技術和無線通信技術。參考“常見物聯(lián)網通信技術概覽”。有線技術與無線技術根據(jù)場景及技術特點，又細分出許多不同的標準。
PHY—物理層，主要作用是把數(shù)字信號變成在可支持的傳輸媒介上傳輸?shù)哪M信號。它定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庑盘枴⒎枴⒕€的狀態(tài)和時鐘要求、數(shù)據(jù)編碼和數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接器。
MAC——edia Access Control，媒介存取控制，它對應OSI7層模型的是數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層是由兩部分組成MAC（介質存取控制）和LLC（邏輯鏈路控制）。MAC是負責發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)傳輸進行同步、識別錯誤及控制數(shù)據(jù)的流向。
M-Bus（Meter Bus）——戶用儀表總線，它是一種專門為消耗測量儀器和計數(shù)器傳送信息的數(shù)據(jù)總線設計的。M-Bus在建筑物和工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)采集有多方面的應用。
M-Bus總線的提出滿足了公用事業(yè)儀表的組網和遠程抄表的需要，同時它還可以滿足遠程供電或電池供電系統(tǒng)的特殊要求。M-Bus串行通信方式的總線型拓撲結構非常適合公用事業(yè)儀表的可靠、低成本的組網要求，可以在幾公里的距離上連接幾百個從設備。
藍牙是一種大容量近距離無線數(shù)字通信技術標準，其目標是實現(xiàn)最高數(shù)據(jù)傳輸速率1Mbps、最大傳輸距離為10厘米～10米的數(shù)據(jù)傳輸，通過增加發(fā)射功率傳輸距離可達到100米。?
優(yōu)點：速率快、低功耗，安全性高。
缺點：網絡節(jié)點少，不適合多點布控。
Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網（WLAN）的技術，通常使用2.4G UHF或5G SHFISM 射頻頻段。?
優(yōu)點：覆蓋范圍廣，數(shù)據(jù)傳輸速率快。?
缺點：傳輸安全性不好，穩(wěn)定性差，功耗略高，組網能力差。
ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。廣泛的應用于工業(yè)和智慧家庭領域。
Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網絡的短距離無線通信技術。?
優(yōu)點：結構簡單，低速率，低功耗，低成本，可靠性高。?
缺點：標準不開放，芯片只能通過Sigma Designs這一唯一來源獲取。
GSM全名為：Global System for Mobile Communications，中文為全球移動通信系統(tǒng)，是第二代移動通信技術。GSM是1992年歐洲標準化委員會統(tǒng)一推出的標準，它采用數(shù)字通信技術、統(tǒng)一的網絡標準，使通信質量得以保證，并可以開發(fā)出更多的新業(yè)務供用戶使用。GSM數(shù)據(jù)速率為9.6Kbps。?
GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無線服務技術的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務，屬于第二代移動通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術。GPRS可以說是GSM的延續(xù)。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。
3G是第三代移動通信技術，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百Kbps以上。
3G是指將無線通信與國際互聯(lián)網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統(tǒng)，目前3G存在3種標準：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。3G標準演進至現(xiàn)在，WCDMA的最新演進技術HSPA+已可支持42Mbps的下行速率。
第四代移動電話行動通信標準，指的是第四代移動通信技術，外語縮寫：4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。
4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數(shù)據(jù)、高質量音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載，比家用寬帶ADSL（4兆）快25倍，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。此外，4G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署，然后再擴展到整個地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。
5G網絡是第五代移動通信網絡，其峰值理論傳輸速度可達10Gbps，比4G網絡的傳輸速度快數(shù)百倍。舉例來說，一部1G的電影可在8秒之內下載完成。?
ITU-R已于2015年6月定義了未來5G的3大類應用場景，分別是增強型移動互聯(lián)網業(yè)務eMBB（Enhanced Mobile Broadband）、海量連接的物聯(lián)網業(yè)務mMTC（Massive Machine Type Communication）和超高可靠性與超低時延業(yè)務uRLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication），并從吞吐率、時延、連接密度和頻譜效率提升等8個維度定義了對5G網絡的能力要求。
SigFox網絡利用了超窄帶UNB技術，傳輸功耗水平非常低，并仍然能維持一個穩(wěn)定的數(shù)據(jù)連接。SigFox無線鏈路使用免授權的ISM射頻頻段。頻率根據(jù)國家法規(guī)有所不同，在歐洲廣泛使用868MHz，在美國是915MHz。?
SigFox網絡技術使用超窄頻帶調制技術，單個基站能夠實現(xiàn)網絡消息的傳輸最遠達1000公里以上，每個基站允許多大100萬個物聯(lián)網（IoT）設備終端。
LoRa是“Long Range”的縮寫，由LoRa聯(lián)盟維護管理，是一種基于物理層實現(xiàn)網絡數(shù)據(jù)通信的技術，支持雙向數(shù)據(jù)傳輸，符合一系列開源標準。它的網絡實現(xiàn)具體解決方案稱為LoRaWAN，是由Semtech公司開發(fā)的，并由IBM公司支持。Lora可以應用于自動抄表、智能家居和樓宇自動化、無線預警和安全系統(tǒng)、工業(yè)監(jiān)測和控制以及遠程灌溉系統(tǒng)等等。
NB-IoT是基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網，其構建于蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬。可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。?
NB-IoT聚焦于低功耗廣覆蓋物聯(lián)網市場，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術。具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構優(yōu)等特點。?
同時根據(jù)3GPP的R14版本，NB-IoT可支持基站定位，同時能夠支持80km/h以內的移動性場景。
eMTC是愛立信提出的無線物聯(lián)網解決方案。eMTC基于LTE接入技術設計了無線物聯(lián)網絡的軟特性，主要面向低速率、深度覆蓋、低功耗、大連接的物聯(lián)網應用場景。
相對于NB-IoT，eMTC速率更高，可達1Mbps，但覆蓋較小，功耗較大，容量也較小。另外，eMTC提供一定的語音通信能力。
華為eLTE-IoT解決方案是專門為行業(yè)物聯(lián)市場開發(fā)的基于3GPP標準的窄帶無線物聯(lián)解決方案。eLTE-IoT基于1GHz以下的非授權ISM頻譜，采用靈活易部署的輕量化設備，并支持標準物聯(lián)網協(xié)議與企業(yè)現(xiàn)有應用平臺進行對接，目標市場為企業(yè)自建窄帶物聯(lián)網市場，為包括智能抄表、智能停車、工業(yè)傳感監(jiān)測等業(yè)務提供網絡支撐。
本文重點分析了物聯(lián)網有線通信技術，短距無線通信技術標準、特點；蜂窩移動通信技術特點及演進趨勢，LPWA通信技術。
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