5G技術(shù)為何備受關(guān)注?

5G網(wǎng)絡(luò)將徹底改變物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。但這項(xiàng)技術(shù)要覆蓋地球的大部分地區(qū)還需要幾年時(shí)間。多虧了LoRaWAN，您不需要等待。

根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，整個(gè)2020年，企業(yè)和汽車物聯(lián)網(wǎng)終端的使用量將達(dá)到約58億個(gè)，比2019年增長(zhǎng)21%。電信網(wǎng)絡(luò)很快就會(huì)很難處理這一負(fù)載。

物聯(lián)網(wǎng)專家將希望寄托在5G上，作為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)，它將取代物理網(wǎng)絡(luò)并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)。這里的關(guān)鍵詞是“未來(lái)”。愛(ài)立信預(yù)測(cè)，到2025年，5G技術(shù)只會(huì)覆蓋全球三分之二的人口。

由于目前5G的大肆宣傳，人們常常忽視了一個(gè)已經(jīng)存在了5年的替代方案：低范圍廣域網(wǎng)（LoRaWAN）。在許多情況下，LoRaWAN可以取代5G，至少在全球5G普及之前。

5G技術(shù)為何備受關(guān)注，面臨哪些挑戰(zhàn)

5G技術(shù)因其前所未有的速度和信號(hào)質(zhì)量而備受關(guān)注。它將使連接的設(shè)備交換數(shù)據(jù)的速度提高50%，而且數(shù)據(jù)塊更大，有望在所有行業(yè)取得突破性進(jìn)展。

在醫(yī)療保健領(lǐng)域，5G將通過(guò)提供高質(zhì)量的視頻流和即時(shí)響應(yīng)的連接外科設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手術(shù)。

緊急服務(wù)部門(mén)將使用5G立即應(yīng)對(duì)情況。城市攝像機(jī)和配備攝像頭的無(wú)人機(jī)將能夠識(shí)別緊急情況，并在數(shù)秒內(nèi)將有關(guān)緊急情況的信息發(fā)送到控制室。

與大流行期間相比，5G技術(shù)還將使更多的行業(yè)員工在家工作。他們將通過(guò)個(gè)人電腦、平板電腦或智能手機(jī)遠(yuǎn)程管理自己的設(shè)備。這可能會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)石油和天然氣行業(yè)的發(fā)展，該行業(yè)的設(shè)施往往位于不利的地形上。

最后，無(wú)人駕駛汽車對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。它使他們能夠連接城市基礎(chǔ)設(shè)施，并實(shí)時(shí)調(diào)整出行條件。這項(xiàng)技術(shù)將釋放智慧城市的力量，在智慧城市里，一切都是通過(guò)人工智能互聯(lián)和操作的。

5G挑戰(zhàn)

要在一個(gè)地區(qū)建立5G網(wǎng)絡(luò)，你需要從頭開(kāi)始構(gòu)建特定的基礎(chǔ)設(shè)施。雖然5G先于4G，但它需要不同的天線、新的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和額外的發(fā)射塔。

建設(shè)這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，也是一個(gè)昂貴的過(guò)程。歐盟委員會(huì)估計(jì)，在歐洲每個(gè)城鎮(zhèn)引入5G將耗資5000億歐元。

此外，到目前為止，消費(fèi)者和制造商對(duì)5G技術(shù)并沒(méi)有特別熱情。根據(jù)GSMA最近的一項(xiàng)調(diào)查，只有大約30%的美國(guó)人和11%至23%的歐洲人表示，一旦這項(xiàng)技術(shù)問(wèn)世，他們就會(huì)得到一部5G手機(jī)。

以下哪一項(xiàng)對(duì)貴公司的復(fù)蘇“更重要”？

因此，5G的采用仍然緩慢。

LoRaWAN替代5G

LoRa/LoRaWAN可以完成5G所能完成的大部分任務(wù)——只是速度更慢，成本更低。

你不太可能使用LoRa來(lái)傳輸視頻和聲音。LoRa的速度在0.3Kbps到27Kbps之間，這意味著傳輸一個(gè)圖像需要幾個(gè)小時(shí)，流式傳輸一部電影需要幾十年。

然而，LoRa對(duì)于許多其他用途都很好。

這項(xiàng)技術(shù)最初是為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器開(kāi)發(fā)的，而不是消費(fèi)設(shè)備。它用于傳輸短數(shù)據(jù)包（約240字節(jié)），不支持網(wǎng)絡(luò)IP堆棧。這使得LoRa適合傳輸溫度、濕度、振動(dòng)、照明和類似數(shù)據(jù)。

LoRa和LoRaWAN代表遠(yuǎn)程協(xié)議和遠(yuǎn)程廣域網(wǎng)。它們基于低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)LPWAN。

在這篇文章中，我不會(huì)過(guò)多地介紹LoRa和LoRaWAN如何工作以及如何相互聯(lián)系。相反，讓我們看一下是什么使它們成為5G技術(shù)的可行替代方案。

為什么LoRa很重要

LPWAN供電的設(shè)備可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，即使每個(gè)設(shè)備都在單獨(dú)的建筑物中。此外，他們的電池比使用4G和5G的設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)，一個(gè)基于LoRa的設(shè)備一個(gè)電池可以工作10年，而5G設(shè)備只能使用幾個(gè)小時(shí)。

LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋率

與5G網(wǎng)絡(luò)不同，LPWAN不需要龐大的基礎(chǔ)設(shè)施。它運(yùn)行在價(jià)格低廉的小型設(shè)備上，甚至比4G還便宜。LoRa傳感器的價(jià)格在0.2美元到0.5美元之間，而5G傳感器的起價(jià)是30美元。

相比之下，一個(gè)典型的LoRa基站成本在40美元左右，在15公里范圍內(nèi)可以處理數(shù)千個(gè)連接。一個(gè)5G基站的成本為6萬(wàn)美元，覆蓋2公里，可實(shí)現(xiàn)約1000個(gè)連接。

自2015年LoRaWAN誕生以來(lái)，各種各樣的LoRaWAN傳感器和設(shè)備已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。使用這項(xiàng)技術(shù)的公司組成的非營(yíng)利性協(xié)會(huì)LoRaAlliance已經(jīng)發(fā)展到500多個(gè)成員。以下是來(lái)自該聯(lián)盟的一些引人注目的數(shù)據(jù)：

? 2019年，LoRaWAN部署在100多個(gè)國(guó)家，比2018年增加了60%。

? 全世界約有8000萬(wàn)臺(tái)設(shè)備連接到LoRaWAN。

? 大約75%的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序使用LPWAN。相比之下，只有25%的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要5G等蜂窩技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高吞吐量和低信號(hào)延遲。

按智能電表類型的非蜂窩LPWA連接

如何使用LoRa

利用LoRa，物聯(lián)網(wǎng)可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。這些可能包括自動(dòng)售貨機(jī)、酒店基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)設(shè)備、醫(yī)院設(shè)施甚至智能城市的管理。

2016年，三星、Semtech和SKTelecom聯(lián)手在韓國(guó)建設(shè)了世界上第一個(gè)全國(guó)性的LoRaWAN。今天，首爾正計(jì)劃升級(jí)其當(dāng)?shù)鼗贚ora的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。

到2022年，首爾智能網(wǎng)絡(luò)（又稱S-Net）將擁有多達(dá)1000個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)。他們將啟用智能停車場(chǎng)、緊急情況下可以報(bào)警的路燈、癡呆患者監(jiān)控系統(tǒng)等。

LoRa的未來(lái)

2019年，英國(guó)物聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星提供商LacunaSpace開(kāi)始用LoRaWAN覆蓋全球。2020年7月，該公司的CTO表示，LacunaSpace正在“從一艘實(shí)際上位于大西洋中部的帆船中接收LoRaWAN消息”。

一個(gè)全球性的LoRa網(wǎng)絡(luò)將激勵(lì)開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)更多的LoRa驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序，這將有助于保護(hù)該技術(shù)的未來(lái)。

因此，如果你從事物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，我建議在5G技術(shù)普及之前使用LoRa/LoRaWAN。即使發(fā)生這種情況，我懷疑LoRa可能仍然是許多企業(yè)選擇的電信技術(shù)。

NB-IoT怎么樣？

一些使用LoRa的設(shè)備也已連接到窄帶IoT（NB-IoT）網(wǎng)絡(luò)。NB-IoT是由開(kāi)發(fā)4G和5G協(xié)議的同一機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的LPWAN標(biāo)準(zhǔn)。

換句話說(shuō)，這是一種蜂窩技術(shù)：

? 補(bǔ)充LoRaWAN

? 由4G連接的設(shè)備使用

? 一旦5G普及，將繼續(xù)使用一段時(shí)間。

作為一種蜂窩技術(shù)，它還擁有比LoRa更高的帶寬。

NBIoT不需要構(gòu)建特定的基礎(chǔ)設(shè)施：它只需要軟件。因此，這種類型的網(wǎng)絡(luò)可以很容易地?cái)U(kuò)展到覆蓋數(shù)百萬(wàn)個(gè)設(shè)備。然而，這種設(shè)備的數(shù)量仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于LoRa設(shè)備的數(shù)量。

就弱點(diǎn)而言，主要問(wèn)題是NB-IoT吸收了大量的電力，因此設(shè)備電池的損耗非?？?。

NB-IoT安全性也要求很高。LoRaWAN使用端到端加密（這是一種現(xiàn)代安全標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制），而NB-IoT則依靠逐跳加密，這種加密方式正逐漸過(guò)時(shí)。

這就是為什么我認(rèn)為L(zhǎng)oRa比NB-IoT更好地替代5G。

結(jié)論

讀完這篇文章，你應(yīng)該對(duì)近期主要的電信技術(shù)：5G和LoRa有了更好的實(shí)際了解。

你可能會(huì)有這樣的印象，即這兩種技術(shù)之間將會(huì)有一場(chǎng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，而LoRa將會(huì)失敗并成為歷史。是的，他們可能會(huì)在某些細(xì)分市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)該行業(yè)是有利的，因?yàn)檫@將有助于它的發(fā)展。但我不相信5G會(huì)把LoRa踢出游戲。

畢竟，汽車并沒(méi)有取代自行車和火車。
責(zé)任編輯:tzh