Page 59 - 世界轨道交通杂志2020年第5期
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TECHNOLOGY AND APPLICATION              技术与应用








          各行业均有应用，常见IoT技术如表1。               LoRa Application Alliance，CLAA)，   波满足物联网设备需求。eMTC基于蜂

             而国内外目前应用较主流的有：                 LoRa在国内IoT行业得到了迅猛发展，目              窝网络使用License频段进行部署，其用
          Zigbee、WiFi、Bluetooth等短距离技术       前国内有包括腾讯、谷歌、阿里、京东                  户设备通过支持1.4MHz的射频和基带带
          和LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT等中长       等科技巨头和铁塔、联通、广电等电信                  宽，可以直接接入现有升级后的LTE网

          距离技术。                             运营商在内各大企业及千家上下游企业                  络。早在2017年国内外主流电信运营商
                                            共同参与到 LoRa 产业生态中，推出不断              就在对eMTC技术跟踪；2018年3月3GPP
          LPWAN物联网技术对比                      迭代的LoRaWAN规范，任何组织或个人               在R13版本中正式宣布了eMTC的相关标
             从技术演进方向上来看，目前IoT接              都可以根据这一规范进行产品开发和网                  准，在降低成本、增强覆盖、终端节电

          入技术朝着低功率、广覆盖方向发展的                 络部署，从而形成广泛的产业应用。                   等三方面对eMTC进行了优化，使其更适
          趋势日益明显。低功耗广域网络（Low-                   NB-IoT(Narrow Band Internet of   用于IoT领域，当年全球大概建设了13张
          Power Wide-Area Network，LPWAN）    Things)窄带物联网，支持低功耗设备               eMTC商用网络；此前受限于国内频率政
          是当今IoT接入技术的主要热点，相较于               在广域网的蜂窝数据连接，用于连接使                  策，国内电信运营商尚未大规模投入。

          传统移动蜂窝技术（如2G、3G、4G、5G             用无线蜂窝网络的各种智能传感器和设                  eMTC相较于NB-IoT的最大优势在于速率
          等）和短距离无线通信技术（ZigBee、              备。NB-IoT构建于蜂窝网络使用License           高、可移动、可定位以及支持语音，其
          WiFi、Bluetooth）相比，具备以下显著          频段，只消耗大约200kHz的频宽，可                应用行业领域范围远大于NB-IoT。
          技术特点：广覆盖，一般超过5Km；低                直接部署于GSM、UMTS或LTE网络，与                  从上述介绍、部分行业已部署的IoT

          功耗，在典型IoT场景下两节AA电池可以              现网共存，以降低部署成本、可实现平                  现状和其他已知的信息进行分析，这三
          使用10年；大连接，网络下连接终端数                滑升级。NB-IoT属国际标准，因其使用               种LPWAN技术各有优劣势，主要对比如
          量一般以千计；低成本，网络结构简单                 License频段，由电信运营商进行网络部              表2。
          运行维护成本低；而这些特点能很好地                 署并提供解决方案。自2017年起国内外
                                                                               城轨物联网技术选择
          与IoT应用相匹配。                        主流电信运营商和设备商对此开始大量
             受业界青睐的LPWAN技术既包括               投入，全球现已建成NB-IoT商用网络50+                 近年国内城轨发展迅猛，城轨技术
          ISM（Industrial Scientific Medical）频  张。国内“截至2019年底，NB-IoT连接          日新月异，主要以网络智能化、业务生
          段的LoRa和SigFox，也包括License频         数达到10.3亿个，净增3.57亿个，电信企             态化、运营智慧化为目标，确保城轨安

          段的eMTC和NB-IoT。因SigFox在国内          业提供的物联网行业应用超百种。”，                  全、稳定、高效、经济地运营。
          受限于频率政策鲜有应用，本文仅讨论                 NB-IoT泛智能终端产品超过3000款，                  但在城轨快速发展中又面临一些新
          LoRa、NB-IoT、eMTC三种IoT技术。          已广泛应用于智能停车、智能抄表、智                  问题，如在设备设施运维方面：数量多
             LoRa（Long Range Radio）远距       慧交通、智能物流、智慧路灯、智慧城                  （存在大量非智能非联网的信息孤岛，

          离无线电，是美国Semtech公司采用和              市、智慧工业、智慧农业、智慧社区、                  随着运营规模持续增长、运行年限增
          推广的一种基于扩频技术的超远距离无                 智能制造等各行业各领域。                       加、维护作业也加倍增长）；系统制式
          线传输方案。2012年美国Semtech基于                eMTC（enhanced Machine Type     多样化（功能需求、技术条件、供应商
          LoRa技术开发出一整套LoRa通信芯片解             Communication）是基于LTE演进的物           等导致多制式共存）；运维风险概率高

          决方案并进行产品化，2014 年起国内首              联网技术，为更加适合物与物之间的通                  （网络规模大、系统数量多、运行更复
          批企业开始研发LoRa相关产品，2016年             信，也为更低的成本，对LTE协议进行                 杂、故障概率随之增加）；故障影响范
          中兴通讯发起中国LoRa应用联盟(China            了裁剪和优化，旨在基于现有的LTE载                 围大（线路及各专业关联紧密，通过系



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