iot物联网平台架构 iot物联网平台搭建( 二 )_iot

【iot物联网平台架构 iot物联网平台搭建】从商业角度来看，另一大优点是许可蜂窝频谱（licensed cellular spectrum bands）中的SLAs（service-level agreements）的可用性。法规目前限制了在免许可证的ISM频段提供SLAs的能力，这大大限制了在企业对企业M2M（business-to-business M2M ）应用中采用该技术。为了举例说明这一点，想象一下关键的基础设施被装配并发生了由于无线连接中断而导致故障没有报告从而引发严重的事故。由于M2M解决方案提供商对连接性影响不大但无法利用到调制解调器提供商来承担故障责任，因此使用ISM频段技术使所有各方都处于法律的边缘之中。这在许可的蜂窝频段中是非常不同的，在许可频段的蜂窝中可以签署和执行SLAs ，从而为M2M解决方案提供商提供额外的安心保障。
另一个强大的业务方面是提供横向（水平）服务平台（horizontal service platforms），例如电信巨头如沃达丰提供的平台（参见：***/business/iot/managed-iot-connectivity-platform）。值得注意的是，这些平台降低了进入市场的障碍，这些平台已经在不同的环境中使用。为了说明这一点，想象一个市政厅已经使用沃达丰的服务平台已经很长时间了来在城市中提供IT连接和服务;如果可以使用/重复使用相同的服务平台，则提供M2M / IoT应用等附加服务的进入门槛要低得多。

文章插图
图3、沃达丰提供的水平M2M平台
促进蜂窝M2M发展所面临的挑战
然而，迄今为止仍然存在若干挑战，克服这些挑战才能确保M2M蜂窝解决方案的真正吸引。显著的挑战在于能够独特地识别M2M设备，优化系统以进行少量和低频次的数据传输，能够在非常具有挑战性的传播环境中提供额外的覆盖，处理接入和核心网络中的拥塞，降低复杂性和能耗，并促进提供可行的服务。现在在设备，网络和服务配置设计中的这些挑战将在后面系列文章中一些更详细的内容中进行讨论。
与蜂窝M2M设备设计相关的挑战涉及

（i）能量消耗；
（ii）调制解调器复杂性；
（iii）调制解调器成本。

所有这三者是相互交织的，例如，复杂性的降低通常伴随着成本的降低。而如果设备复杂度降低，那么处理能力则可能会显著降低。此外，鉴于与低功率ZigBee / Wi-Fi设备相比，蜂窝设备的传输功率通常非常高，与实际无线传输相关的能量消耗只能通过在系统允许显著减少通过空中接口传送数据所需时间的情况下来降低。
关于M2M网络设计，要解决的问题涉及能够有效地处理通信的通信协议，并且最重要的是解决在接入中的通信问题;其他重要问题是解决和提供广覆盖面和移动性的问题。实际上，当涉及到M2M业务的支持时，通信协议的效率通常是非常低的，因为连接建立需要太长的时间因此无法促进节能运行。此外，当前的物理随机接入信道协议不能同时处理大量接入到网络中的连接设备。此外，需要优化用于数据量小和传输频次不高的数据传输系统：只有少量数据的设备，如果能够快速发送或者接收数据，然后变为休眠状态，则可以显著减少对其他设备的干扰并将能够节省电池。对于寻址（addressing），设备将需要被识别和寻址;现有的寻址方案可能不适用于支持大量的设备。
当前蜂窝解决方案的适用性
蜂窝网络已经从20世纪80年代早期的总接入通信系统（TACS：Total Access Communication System）一步步演进过来，TACS时代语音作为主要业务，一直到20世纪90年代早期的GSM / EGPRS时代语音和SMS（短消息）作为主要业务；而语音和数据则是2000年代中期的UMTS / HSPA的主要业务。2010年代的早期，LTE开始被部署，并且在随后几年中广泛的运营商进行了LTE系统部署。从第一代TACS到第四代（4G）LTE的每一代移动通信技术的演进可以在10年内得到应用，并且预期在2020年将会有第五代蜂窝系统（5G）的部署。
所述蜂窝系统的关键组成部分是频谱，频谱被认为是有价值的资源，因此，技术演进的关键考虑之一是频谱效率。与第一代系统相比， 4G的频谱效率提高了20倍。4G LTE系统可以部署在从1.4到20 MHz等六种不同载波带宽的配置中。这种灵活性是更好地利用碎片化频谱的关键。
延迟和用户吞吐量是影响用户体验的重要属性。4G LTE系统已针对移动宽带传输进行了优化，端到端延迟数十毫秒，平均用户数据速率为每秒数十Mbits 。用于宽带数据的高性能4G系统增加了设备的复杂性，增加了功耗，以及还不那么成熟的生态系统，以及由于对全球范围内大量零散部署频段的支持的设备限制所导致的漫游挑战。