物联网中可以使用的无线通信技术有很多种,但能否大规模使用,需要该技术的投资收益能够满足投资要求,这是我们评估技术发展潜力的核心依据。所以在这个数字之前写了两篇文章,从这两个角度来分析物联网的关键成功因素:
物联网:降低物联网投资成本的关键因素是什么?

物联网:提高物联网投资收益的关键因素是什么?
分析的结果是,如果我们想要建立一个成功的物联网,我们必须选择能够满足以下三个关键特征的技术:
大的覆盖距离和用户容量对于网络部署的成本非常重要。低时延通信,即能以极低的功耗达到不同响应时延的要求,这对于终端成本、使用成本、维护成本等非常重要。让我们根据这三个关键特征来比较各种主流无线通信技术,看看它们是否有潜力成为推动物联网爆发式发展的技术。
目前物联网使用的主要无线技术可以从数据速率和通信距离两个维度简单分类,如下图所示:

首先应该排除短距离技术。
原因很简单,因为他们达不到关键特征。1.覆盖距离小意味着需要很多网关,建网成本很高,网络会很复杂。所以短距离技术除了在小范围内,并不能推动物联网的大规模使用,所以应该排除。但需要注意的是,蓝牙、802.15.4等无线技术因为可以实现关键特征2和3,可以满足一些小规模应用的需求,所以在目前的物联网市场中占据了很大的份额。目前大部分物联网应用都是基于它们的,据说达到80%以上——间接说明了关键特性2和3对于物联网应用是多么重要!
长距离技术虽然可以快速建网,但需要平衡好延迟和功耗。
蜂窝技术,Sigfox,LoRa,NB-IoT等。都覆盖一公里以上,覆盖距离没问题。可以在广域范围内快速低成本部署,网络维护相对容易。因此,对于远距离技术,重要的是考察它们是否能同时满足关键特征2和3。

蜂窝技术最低可以达到1.28秒的近实时响应,对于很多应用来说,延迟可以满足应用要求;但是对于物联网的应用来说,它的功耗还是比较高的,使用大容量电池的待机时间只有一到两个月,更不用说使用低容量电池几年了。但由于其在蜂窝技术中的广泛覆盖,目前物联网的应用非常多,可以应用于有供电条件或大容量电池、更换或充电方便的场景,如智能电表、人用RFID等。
低功耗广域网是目前物联网行业的热门技术类别,主要包括Sigfox、NB-IoT和LoRa等。他们有很强的无线覆盖能力,点对点的通信距离动辄几公里以上。网络建设成本甚至低于蜂窝网络。
Sigfox通过大量睡眠和少量工作时间规划实现低功耗。终端休眠时,网关无法与终端通信,带宽极低,不具备关键特性2。这导致该技术的应用场景有限。但由于其在关键特性1和3上的出色表现,在抄表、少量数据采集等频率和数据都不大的应用中也能获得不少关注。
LoRa和NB-IoT在实现低功耗方面与Sigfox类似,无法实现实时通信保证低功耗。但与Sigfox相比,LoRa和NB-IoT增加了带宽,通信方式更加丰富。两者都可以实现双向实时通信,比如LoRa的C类模式和NB-IoT的DRX模式。但是在这种相同的模式下,终端的功耗非常高,需要连接电源或者使用大容量电池。由此可见,LoRa和NB-IoT的特性2和3是无法同时实现的,只能根据实际应用来选择。在实际应用中,物联网的大部分应用要求相对较低的时延。对于这类低时延要求的应用,我们只能放弃低功耗的特性,从而大大增加终端的使用成本和维护成本,这与它们的设计目的是相悖的。所以NB-IoT和LoRa天生只在少数没有实时性要求,数据量少,传输频率低的应用场景下,整体成本较低。这严重限制了它们的应用场景,使得网络应用范围极其狭窄,导致网络价值低下。所以这样的物联网网络是没有吸引力的,这也是2016年NB-IoT在国内大力推广以来,预期的爆发并没有到来的根本原因。
LaKi是KM电子推出的一项新的无线物联网技术,是KM电子在发现现有技术无法同时满足三个关键特性后,经过多年研发而成的。包括自主开发的MAC层协议和自主设计的PHY层SoC射频芯片。千米电子的拉基芯片去年完成了MPW样品,它的测试结果非常好。用LaKi样本制作的模块,在一秒响应的情况下,按照物联网通信的主流需求,每天可以传输30条数百字节的数据。500mAh电池可使用20年以上。而且其带宽可高达1Mbps,覆盖半径超过1km,已经超过4G技术的覆盖能力。所以可以说LaKi是唯一能满足这三个特征的物联网无线技术。根据KM电子团队的最新消息,其量产的LaKi RF SoC芯片已于年前交付SMIC量产。预计4月中旬量产芯片,5月生产开发板和通讯模块。希望一切顺利,LaKi科技能够彻底引爆物联网市场!


