邁向M2M通信的下一步

機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）通信可以追溯到1960年代末期。然而，直到出現(xiàn)新的無(wú)線技術(shù)后M2M通訊才以每公里一百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備的密度被大規(guī)模采用。

M2M演進(jìn)

早在1968年，被譽(yù)為M2M之父的Theodore G Paraskevakos就提出了使用電話線呼叫調(diào)用電表讀數(shù)的想法。雖然這個(gè)想法獲得了一些商業(yè)上的支持，但仍然未能發(fā)揚(yáng)光大，直到西門子公司在1990年代中期開創(chuàng)了蜂窩式M2M。其他企業(yè)緊隨其后，在2G和3G蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)型手機(jī)調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用下，推動(dòng)M2M擴(kuò)展到重要的工業(yè)領(lǐng)域。

但是，這些調(diào)制解調(diào)器不僅價(jià)格昂貴體積笨重，而且耗電量巨大。這些缺點(diǎn)使得這種技術(shù)只有大型機(jī)構(gòu)，以及售票機(jī)和自動(dòng)售貨機(jī)等商業(yè)單位才會(huì)使用。但隨著蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域急劇擴(kuò)張。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)NB-IoT和LTE-M利用蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的方式，與老式調(diào)制解調(diào)器相同。然而，Nordic推出nRF9160 SiP這樣緊湊、高效的連接產(chǎn)品，已經(jīng)將M2M連接擴(kuò)展到成千上萬(wàn)的全新應(yīng)用中。

M2M大展鴻圖

M2M發(fā)展的下一個(gè)階段將會(huì)與5G網(wǎng)絡(luò)同步前行。工程師的思維走在現(xiàn)時(shí)需求的前面，并定義了 "大規(guī)模機(jī)器類型通信"（mMTC）的未來(lái)。這是一個(gè)為了M2M應(yīng)用而大規(guī)模安裝低功率無(wú)線技術(shù)的未來(lái)。

工程師所說的大規(guī)模，是指每公里范圍部署多達(dá)一百萬(wàn)個(gè)設(shè)備。為了滿足嚴(yán)苛應(yīng)用需求，mMTC技術(shù)還要求節(jié)點(diǎn)之間的通信延遲為1毫秒，無(wú)線電可靠性達(dá)到99.99%。要求雖高，但解決方案指日可待。

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在涵蓋第五代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的總括出版物中正式確定mMTC，這份名為《國(guó)際移動(dòng)電信（IMT）-2020年5G》的文件為5G網(wǎng)絡(luò)制定了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

非蜂窩5G

NB-IoT和LTE-M正在進(jìn)一步發(fā)展以滿足mMTC的需求，還有一項(xiàng)技術(shù)是IMT-2020 5G標(biāo)準(zhǔn)的一部分。DECT新無(wú)線電（NR）+（最初稱為DECT-2020 NR）符合mMTC的所有技術(shù)要求。它來(lái)自DECT論壇，這是致力于開發(fā)和改進(jìn)數(shù)字增強(qiáng)無(wú)繩電信（DECT）技術(shù)的組織。

DECT NR+使用1.9GHz工作頻率。這是全球性、免許可的頻譜分配（目前日本、印度和中國(guó)除外）。因?yàn)镈ECT NR+是免費(fèi)的，所以它的運(yùn)行成本相比需要授權(quán)許可的同類產(chǎn)品要低。其范圍在室內(nèi)可達(dá)數(shù)百米，在室外可達(dá)數(shù)千米。有趣的是，雖然被列入了5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)文件，但DECT NR+并不是蜂窩技術(shù)。它確實(shí)與蜂窩技術(shù)有一些共同的技術(shù)元素，但工程師不必使用授權(quán)許可的網(wǎng)絡(luò)，而是可以使用免費(fèi)頻段建立自己的密集私有網(wǎng)絡(luò)，而且不需要SIM卡。

DECT NR+技術(shù)在單一網(wǎng)絡(luò)中可以支持多達(dá)40億個(gè)獨(dú)特的無(wú)線電設(shè)備，在無(wú)線電通信距離內(nèi)則可以支持多達(dá)65000個(gè)設(shè)備。用戶可以定制網(wǎng)絡(luò)以支持高數(shù)據(jù)率（高達(dá)每秒數(shù)千兆位）或低功耗（低于10微安平均功耗）要求。

開始規(guī)劃DECT NR+

Nordic正在使用其nRF91系列架構(gòu)開發(fā)商用DECT NR+ mMTC解決方案?？偛课挥诜姨m的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)軟件專業(yè)廠商Wirepas正在與Nordic合作開展該項(xiàng)目。由于1.9GHz是全球免許可頻段，單一Nordic和Wirepas產(chǎn)品便可適用于所有地區(qū)，可以降低成本。首批產(chǎn)品將于2023年上市，應(yīng)用范圍廣泛，包括工廠、倉(cāng)庫(kù)、資產(chǎn)跟蹤、機(jī)器人、街道照明、交通管理和專業(yè)音頻。

隨著NB-IoT和LTE-M不斷發(fā)展，以及DECT NR+的全面商業(yè)化，工程師可以使用相對(duì)便宜的、可靠的和低延遲的無(wú)線技術(shù)將幾乎每臺(tái)機(jī)器與其他機(jī)器連接起來(lái)。Paraskevakos先生一定驚嘆他的創(chuàng)意已經(jīng)取得重大成就。

作者：Nordic Semiconductor公司產(chǎn)品營(yíng)銷工程師Heidi Sollie