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IoT應用低功耗廣域網路技術大觀

2016年03月08日  | Richard Quinnell

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理想的低功耗廣域網路屬性

這些其他方面的屬性雖然對不同應用來說重要性不盡相同,但仍都值得關注,包括:


漫遊

許多應用要求終端節點固定在它們的位置上,但其他應用可能要求這些節點在不同接取點服務的扇區(sector)內、甚至在扇區間移動時都能正常運作;大多數廣域物聯網技術允許節點從一個扇區移動到另一個扇區,但在網路多快地適應變化的關係方面允許它們有所不同。


穿透性

部分應用要求終端節點放置在一幢建築物內或地下,而接取點則位於另一個房間或在戶外的地面上;在這些應用中,由於牆體和塵土的吸收,網路覆蓋範圍可能會縮小,這種吸收與頻率有關,較低的頻率一般比較高的頻率有更好的穿透性。


簡訊處理

雖然一些物聯網應用需要頻繁地發送大量的資料,但許多應用只發送簡短訊息,而且頻率不高;一個無線網路可以有效率地處理簡訊的能力,對網路的擴展性和終端節點的功耗有很大的影響,這種處理能力包括用於建立連結、詢問(interrogation)和確認(acknowledgement)等諸如此類的任何日常開銷。


雙向通訊

部分終端節點可能只需要報告資料,不接收指令,因此對這種應用來說單向連結可能就足夠了;然而,雙向鏈結允許透過與接取點進行交握(handshaking)等步驟來提高資料傳輸的可靠性、透過認證交換來獲得更高的安全性,並有足夠的頻寬支援遠端軟體升級和終端節點的管理。


安全通訊

敏感性資料需要在終端節點和接取點之間建立安全的通訊連結,但即使資料不是敏感性資料,安全性仍然是重要的考慮因素;如果沒有安全的連結,物聯網應用就更易受到諸如欺偽(spoofing)等手段的攻擊,此時詐欺性的終端節點可能向網路注入錯誤的資料,或詐欺性的接取點劫持終端節點資料。


更高層級的服務

某個特定的廣域物聯網可能定義OSI模型中的任何一層,從只是實體層和資料連結層直到應用層。在某些案例中,網路本身由服務提供者營運和管理,他們將網路上的時間出租給執行他們協議的使用者,並向使用者提供雲端服務。其他的廣域物聯網僅定義較低的網路層,它們的接取點則連接網際網路或私人網路,將較高的OSI層留給用戶選擇。在這種情況下,隨著時間的推移就自然形成了較高層級服務提供者的生態系統。


市場上各種低功耗的廣域網路方案以不同的方式滿足以上許多需求和考量因素,每種方案在電池壽命、資料速率、工作頻率、可用範圍和可擴展性等交互屬性之間都做了不同的權衡選擇;此外,它們在安全性、定義的OSI層級和漫遊支援等屬性方面也有不同的選擇,這種多樣性使得我們無法提供全面的一對一比較,但提供一個比較起點還是可以的。


(未完,請參閱下頁更多內文及附圖)

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