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IoT标准:终结

时间:2023-03-12 12:35:11 科技观察

经常有人问我这样一个问题:面对琳琅满目的标准,我应该选择哪一个?ZigBee、Thread、蓝牙网状网络还是Wi-Fi?还是罗拉?还是等待5G和NB-IoT?当然,这些问题会让人们感到困惑并阻碍物联网(IoT)的采用。如图1所示,造成这种混淆的部分原因是难以确定最合适的标准。此外,营销人员对新标准的性能提出了不切实际的要求,例如延迟(“不到几毫秒!”),好像这确实是必需的,但事实并非如此。大多数应用程序可以容忍几秒钟的延迟;即使直播电视延迟了几秒钟,它仍然是直播电视。图1.无线标准应用范围概览。那么,您如何回答“您应该使用哪个标准?”通常,当我遇到这个问题时,我会问“你靠什么赚钱?”一般来说,无线电标准不是盈利能力的决定因素。对于无线电,它主要是“足够好”,盈利能力取决于无线网络上运行的应用程序所创造的价值。无线网络只是无线网络,就像电线只是电线一样。请记住:无论今天的无线标准是什么,5-10年后都可能发生变化,因此升级您的网络至关重要。但距离“第一个”无线网络技术出现还有很长一段时间。那么,是否有可能展望未来并预测未来将走向何方?我相信预测是可能的,但首先需要介绍一些观点。技术与心理的关系智能手机配备了三种无线电技术(4G、Wi-Fi和蓝牙)。为什么是三个,而不是两个(如平板电脑),或者一个、四个?因为收音机这个范畴跟科技有关,跟我们对不同生活空间的心理态度有关,我再解释一下。第一,技术。无线电性能在很大程度上取决于三个因素:范围(与手机信号塔、路由器、热点等的距离);数据速率(从简单的语音通话到观看视频);电池寿命(越长越好)。第四个因素通常是成本,有一个简单的原则:“越多越贵”。换句话说,更大的范围通常更昂贵;更高的数据速率和更长的电池寿命也是如此。但是,从技术上讲,只用一种收音机就可以拥有一切。它不一定具有成本效益,但它是您的选择。还有一个极端的例子。想象一下,使用直接连接到手机而不是蜂窝网络的无线(蓝牙)耳机在手机上听音乐。然而,在技术上也可以将手机和耳机都连接到蜂窝网络,然后通过蜂窝网络将音乐从手机传输到耳机。又如:从家里的电脑向Wi-Fi打印机打印文档时,是否认为文档是直接从电脑无线传输到打印机的?从技术上讲,这是可能的(例如,通过蓝牙或Wi-FiDirect连接),但也可以通过Wi-Fi连接到家庭路由器,并通过Wi-Fi从家庭路由器连接到打印机。也可以将打印命令发送到云端,通过有线(或光纤)网络将文件从云端服务器直接传输到家庭路由器,再无线传输到打印机。使用有线和无线网络的组合来传输信息的方法太多了,坦率地说,我们已经迷失了方向,细节也无关紧要。总而言之,任何方法都可以接受,只要能正常工作。第二,我们如何体验空间?这与技术关系不大,而与心理学有关。在最小的层面上,我们首先体验到的是个人空间。与如此亲密的人交谈时,您是否曾感到不自在?如果是这样,你就知道我所说的“个人空间”是什么意思了。个人空间就像一个有弹性的泡泡,随身带着,大小经常变化;如果你在繁忙的地铁上,它比在餐馆或办公室里要小得多。声音或视觉所能到达的距离也可能构成空间。这样的空间可以是家庭或办公室。与外界相比,这里是私域。我们有时会区分不同的空间,比如室内和室外,或者私人和公共空间。此外,还有由政府拥有和管理的户外公共空间。如果这三个空间对应手机的三个无线电,就会带来一种连续性:个人空间的蓝牙无线电(我们的泡泡),个人空间的Wi-Fi,3G/4G,即将到来的5G适合公共场所的连通性。巧合?也许不会。参加过“标准大战”的人都知道,没有一个无线电委员会可以决定如何将三个空间划分成不同的无线电和标准,所有的标准都是约定俗成的。在过去的20到30年里,每个标准都试图争夺更大的使用空间,其中一些战斗一直持续到今天。5G是声称在室内运行良好的新公共空间标准,有可能使Wi-Fi过时;蓝牙最初盯上了(从未成功)Wi-Fi室内市场,而Wi-Fi一直试图用Wi-FiDirect取代蓝牙。虽然Wi-FiDirect不是绝对的胜利,但它也没有消亡,而且Wi-FiDirect已经在无人机领域找到了有利的位置。再次思考物联网标准因此,到目前为止,我们至少了解了为什么手机需要三个无线电,以及它们如何无缝地融入我们体验“空间”的方式。但面对琳琅满目的低功耗物联网标准,该如何选择呢?首先,应该了解低功耗标准市场。低功耗标准的真正目的是在不影响范围的情况下延长电池寿命,而不是提高数据速率。通常,低功耗标准用于将设备(例如传感器)连接到互联网(IoT)以共享传感器数据,并且此过程需要比“正常”互联网使用或观看视频所需的数据速率更高的数据速率。低几个数量级。因此,从本质上讲,低功耗标准利用牺牲数据速率来延长电池寿命。有趣的是,这些低功耗标准也开始涵盖上述三个领域:个人空间:低功耗蓝牙(BluetoothLowEnergy,有时也称为低功耗蓝牙,简称BLE);、办公室或热点):ZigBee(IEEE802.15.4);对于公共空间:NB-IoT/Cat-X作为4G/5G的一部分。因此,能够为各种标准指明发展方向并平息激烈的行业讨论的答案可能就是图2。图2不同范围使用的无线标准的建议。这种低功耗/传感和控制兼容性是有道理的,因为它对应于我们的体验空间,以及智能手机上的三个无线电。这对未来意味着什么?然而,没有什么是一成不变的,展望未来是有风险的。各种技术继续尝试进入“其他空间”,并且市场上正在进行多项举措。这包括尽可能重用现有技术,或简单地进行试验(例如,NB-IoT/Cat-X是否也可用于室内网络?)。同样,也有人尝试将BLE扩展到网络空间并添加网状网络功能以取代ZigBee,就像20年前蓝牙试图取代Wi-Fi一样。这些努力可能不会成功,但无论如何公司都在投入大量资金。值得注意的是,在local(室内)和wide(公共区域)之间可能存在第四个境界。一些大型户外空间仍然是半私密的,例如校园、港口、机场和会议中心。所以,问题是:是否需要为“中间”域制定新标准?未来会告诉我们。也许现有标准将变得足够灵活(且具有成本效益)以适应这种空间要求,或者会出现更合适的新标准。值得注意的是,作为一种伪户外标准,LoRa在私人和公共区域之间的中间域,尤其是港口和机场,已经显示出了一定的优势。开放标准与专有标准接下来,本文描述了开放标准和专有标准之间的角色。历史表明,开放式通信标准往往比封闭式标准更成功。Wi-Fi将HomeRF赶出了市场;同样,BLE淘汰了ANT+。但其他标准仍在激烈竞争中,例如ZigBee、Thread和Z-Wave(SiliconLabs)。然而,ZigBee和Thread都是基于开放的IEEE802.15.4标准(就像Wi-Fi基于IEEE802.11标准一样),而Z-Wave是专有的封闭标准。谁胜出还不得而知,但很有可能是ZigBee/Thread的组合;这两个标准已经使用相同的应用层软件(Dotdot),唯一不同的是网络层软件。高数据速率和低功耗对于涉足其他领域的标准,值得注意的是Wi-Fi(高数据速率)和ZigBee(低功耗)之间的界限也不明确。从应用空间的角度来看,一些需要更高数据速率的应用也需要使用电池,因此需要低功耗。一段时间以来,人们一直致力于降低Wi-Fi的功耗。IEEE802.11ah就是一个例子,虽然它看起来不太可行,因为它工作在sub-GHz频段并且缺乏统一性;全球不同地区需要不同的无线电技术。不过,如果Wi-Fi4(11n)和Wi-Fi5(11ac)的功率降低得足够多,换句话说,电池寿命足够长,它的低功耗版本可能会成为ZigBee的替代品。综上所述,以上就是无线电开发者需要了解的未来发展趋势和重点。然而,上述规律保持不变:归根结底,为最终用户创造价值的是应用程序的效用,而不是无线网络。时间只会告诉我们哪些标准最成功,但如果您现在知道如何赚钱,就无需再等待了。