04.03 物聯網的神經結構：連接方式

物聯網是最近發展起來的一個新的風口，已經成為通信行業近年來繞不開的話題。市場研究機構預計，到2020年全球將部署超過200億個物聯網設備。這並不是一個小數目，計算一下已經發展了20年的手機和計算機，現在全球擁有的手機和計算機總數不超過39億臺。所以可以看到，在物聯網這個概念下，正醞釀著一次巨大的市場變革。總的來說，物聯網設備的數量正在以一個爆發式的趨勢上漲，而經過幾十年發展成熟的蜂窩網絡技術正是這種大爆發的核心驅動力。在2015－2021年，這種技術驅動的聯網設備的保守增長率大概是每年25％。

這種巨大的増長速度本質上得益於第三代合作伙伴計劃（3 rd GeneratonPartnership Project，3GPp）這個標準制定組織。3GPP此前已經在全球範圍內成功推動2G（GSM）、3G（UMTS）以及4G（LTE）技術的落地與商業化。而現如今，物聯網的落地應用就是3GPP組織的主要工作目標。

其實該組織早先推動的2G、3G和4G技術都是傳統的電信服務商移動寬帶服務升級驅動的，而在過去的幾年間，對於機器間的連接需求則推動了物聯網的落地速度。所以，為了實現這個落地目標，3GPP重新審視了原有的GSM和4G技術，並發展出了新的無線電連接技術來支持物聯網應用，於是誕生了CoT（ Consumer Internet of Thing，消費者物聯網）技術並迅速在全球推行。Cor的EC－ GSM－IOT、NB－JoT（ Narrow Band Internet of Things，基於蜂窩的窄帶物聯網）以及LTE－M3個分支，是現行3GPP技術標準中的3種主流物聯網技術。

EC－GSM－oT技術原本就受GSM技術的支持，也就是我們之前大量使用的2G技術，可以直接部署在現有的GSM系統上。而GSM本身又是目前世界上最大且覆蓋範圍最廣的蜂窩網絡技術，所以這無疑對推廣物聯網是一個很大的優勢。

NB－oT儘管是脫胎於4G（LTE）技術的一種通信標準，但它本身是一個非常不一樣且有巨大吸引力和商用價值的標準。它既可以基於LTE設備運行，也可以獨立運行。它可以在200kHz以上的窄帶環境中良好地傳遞數據，這給它的部署帶來了很大的靈活性。

LTE－M是一種基於LTE的通信標準。我們在4G時代目睹了LTE快速商用普及的過程，而且享受到了它帶來的巨大便利。它的優勢在於廣闊的覆蓋面積以及較低的功耗。一般來說，它運行在帶寬為1.4MHz以上的頻域裡，並且技術成熟，能夠良好地支持要求更高、延遲更低的各種高端產品。

其實這3種通信標準更多時候是在大規模物聯網場景下使用的標準。

LTE-M是在2011年由3GPP組織發起研究的，最初的目的是希望讓4G網絡中的LTE設備能夠拓展到低端的MTC中使用，這樣就可以替代GPRS網絡。原本3GP組織希望製造出一批在價格、複雜度等方面都與GPRS設備差不多的能夠適應高密度數據、低功率消耗的產品投人市場應用，但物聯網技術發展、機遇與挑戰，在2012年他們改變了計劃，希望通過擴展帶寬的方式將這批成本低廉且表現與LTE設備差不多的產品賦予更多的可能性。後來，這種技術多數用在室內的應用中，因為LTE－M在室內有更強的覆蓋能力在LTE－M標準制定之後，3GPP組織就著手研究NB－oT和EC－GSM-IoT。其實也不難發現，很多標準都是基於LTE－M發展的，但是應用目的從取代GPRS設備變成了提供能夠與低功率寬頻技術競爭的解決方案。

不管各自的應用目的如何，這3種技術都能提供非常穩定的通信，而且兼顧電池功耗，甚至實現數據加密。這3種技術都能在幫助生產商降低產品的複雜程度的同時，降低生產每件產品時的硬件成本。成本降低意味著價格降低，這無形中促進了整個市場對物聯網設備的興趣，讓物聯網設備有機會在數量上大爆發，同時實現理論上的網絡效應。