Sigfox 无线电系统:物联网通信的创新解决方案
1. 物联网:无线电通信行业的新应用
无线电通信时代始于 1895 年马可尼的首次实验。百年后,无线电通信的发展很大程度上由蜂窝系统及其数十亿用户推动。蜂窝系统从模拟发展到数字,20 世纪 90 年代末,数字 2G 系统开始用于机器对机器(M2M)通信。然而,M2M 利用的是主要为人类对人类(H2H)或人类对机器(H2M)通信设计的现有数据承载,并不适合新兴的物联网(IoT)应用。
物联网有多种定义,这里给出一个以对象为中心的定义:“对象无需被视为计算机,无论远近都能连接互联网的能力”。这意味着通信只是连接对象的一个次要功能,物联网通信的实现必须简单且经济高效,特别是对于本身没有电源的连接对象。与 H2H、H2M 和 M2M 相比,物联网是一种新的应用,对无线电通信技术提出了新的要求:
- 低成本 :通信功能在对象总成本中应只占很小的比例,因为它只是一个附加功能。目前,Sigfox 模块的批量价格低至 2 美元,大规模生产时目标价格预计低至 0.2 美元。
- 低数据量 :连接对象传输如传感数据、状态、索引和警报等信息,并接收命令或参数。与可能需要 M2M 通信的复杂机器相比,连接对象功能单一,传输不频繁的小应用数据包。
- 大量连接对象 :由于物联网通信功能成本低且易于使用,各种对象都能连接,导致每平方公里的连接密度比蜂窝系统高得多。在城市地区,每平方公里的连接对象密度可能超过 5 万个。
2. 低功耗广域网:无线电网络工程的新范式
低功耗广域网(LPWAN)这