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By Jonathan Kaye
在物聯網部署方面，蜂窩連接傳統上隻占一小部分。盡管蜂窩網路是幾乎無處不在的無線連接來源，但除了極少數項目外，它對所有項目都是不切實際的。蜂窩技術廣泛應用於物聯網的最大障礙之一是物聯網設備的硬件成本高昂，以及持續數據傳輸成本高昂。這兩個價格標簽對於智能手機和平板電腦等媒體密集型消費設備來說還不錯，但對於大量低成本設備提供小而斷斷續續的數據包的物聯網項目來說，就太貴了。
電池供電
蜂窩技術用於物聯網的另一個主要障礙是它消耗電池電量的速度。移動電話「永遠開機」的無線電架構的高能耗可能是手機的理想選擇。盡管如此，對於那些不需要或可能沒有機會更換電池的物聯網設備來說，這仍然是一個巨大的劣勢。
這兩個缺點掩蓋了物聯網的多種蜂窩優勢，其中包括最大的優勢：已經存在於如此多地區的廣泛的LTE網路基礎設施。如果能夠克服上述兩個缺點，那麼由大型電信公司構建和維護的龐大基礎設施代表了已經構建的、高度可靠的物聯網回程基礎設施。蜂窩技術的兩個低功耗、低成本版本——LTE-M和NB-IoT——完全實現了這一點，使蜂窩物聯網首次成為大規模的實用選擇。
LTE-M和NB-IoT
這兩個新版本的LTE蜂窩解決了過去阻礙蜂窩實用的兩個缺點。與蜂窩技術主要規范的永遠在線架構不同，LTE-M和NB-IoT旨在通過睡眠周期和其他節能功能（稱為eDRX和PSM模式）延長電池壽命，使設備能夠運行10數年或更長時間無需更換電池。LTE-M和NB-IoT還解決了硬件和數據成本的成本問題，使它們能夠與其他無線連接技術競爭。僅間歇性地使用蜂窩網路來提供批量的臨時數據，LTE-M和NB-IoT可最大限度地降低運營成本。LTE-M和NB-IoT還清除了公司必須通過使用公共LTE網路基礎設施來構建和維護網路基礎設施的費用。
通過清除這些缺點，LTE-M和NB-IoT將蜂窩塔變成了無處不在的物聯網基礎設施。在手機上有條形圖的任何地方，您都可以部署接入相同數字基礎設施的物聯網設備。這對於一長串用例來說意義重大，包括智慧城市計劃、食品和疫苗的冷供應鏈、遠程醫療設備的遠程健康監控、工業設備的遠程監控——所有這些都具有通過無處不在解決的連接挑戰細胞連通性。
低功耗蜂窩版本
低功耗蜂窩被創建為兩個版本。這使工程師能夠選擇最適合他們給定設備和網路的功能集。LTE-M使工程師能夠以更寬的頻寬進行設計，提供比NB-IoT更高的傳輸數據速率，並實現長達10年的電池壽命。當更高的吞吐量是給定項目性能的首要任務並且覆蓋滲透率較低時，工程師通常會使用LTE-M。與LTE-M相比，NB-IoT可為工程師提供更好的覆蓋滲透率和更長的預計電池壽命。當設備的用例和部署環境使覆蓋滲透比最大化吞吐量具有更高的優先級時，工程師通常會使用NB-IoT。
對於低功耗蜂窩，工程團隊要牢記的關鍵設計考慮因素之一是，在物聯網項目開始時，您不會面臨兩個版本之間的高風險選擇。蜂窩物聯網允許您將這兩種技術嵌入到設備中，以便您的團隊可以根據以後使用設備的方式以及使用您的產品的地理位置來使用一種或另一種技術。供應商稍後可以通過在逐個設備的基礎上利用最有意義的任何東西來優化設備和物聯網網路的性能。
工程團隊在使用蜂窩技術時要記住的一件重要事情是認證。由於蜂窩無線電產品的額外認證障礙，包括監管機構（例如FCC/IC等）、網路批準（例如PTCRB/GCF）和運營商批準，因此任何蜂窩連接設備的認證都可能很困難（例如，AT&T認證）。但是，可以使用預先認證的蜂窩物聯網插座調制解調器並通過擁有經驗豐富的無線設計公司作為合作夥伴來加速和簡化該過程。
節電模式
我給工程師們的一個最重要的建議是使用節電模式。LTE-M和NB-IoT為工程師提供了大量睡眠設置控制，以平衡性能和功耗。需要知道的關鍵功能是PSM和eDRX，它們協同工作，使電池壽命長達10年。PSM是省電模式(PowerSavingMode)的縮寫，它允許設備被編程進入深度睡眠模式，同時仍可連接。你可以用不同的參數來編程睡眠周期，睡眠一會兒或一年以上。它節省電力的程度幾乎與關機的程度相同，但設備仍然註冊在網路中。它不需要花費時間和精力來重建網路連接。可以利用的另一個睡眠周期特性是eDRX(ExtendedDiscontinuousReception，擴展間斷接收)，它允許工程師通過在分頁周期之間編程定制遠比默認時間長得多的暫停來優化分頁周期之間的時間長度。這種分頁周期的延長可以達到工程團隊希望的秒數或分鐘數，從而大大降低了功耗。
雲連接
我給工程團隊的另一個關於蜂窩物聯網的重要建議是關於雲連接。雲計算對於蜂窩物聯網至關重要，因為數據管理可能會對運營成本產生巨大影響。盡管窄帶物聯網和LTE-M的設計目的是將數據成本降至最低，但工程團隊可以通過使用的雲策略仔細控制這些成本。通過仔細權衡你希望設備發送到雲上的內容、你不想發送的內容、你希望這種情況發生的頻率等，你可以最小化網路的數據傳輸周期，從而在很大程度上控制這些成本。
天線選擇
低功率蜂窩計劃的最後一個重要考慮是天線的選擇。選擇任何天線都是一個龐雜的過程，特別是對於蜂窩項目，因為頻率範圍很寬，而且有不同運營商擁有的頻段。當LTE-M和窄帶物聯網與藍牙等短程技術相結合時，選擇過程變得更加龐雜。與在天線選擇和實施方面具有專業知識的顧問或公司合作，可以確保您選擇正確的天線，將其安裝在設備的正確位置，並根據實施的確切作用和物理位置優化性能。
