物联网产品设计中的蜂窝连接注意事项

物联网是多样化的，具有广泛的设备和应用程序，每个设备和应用程序都具有与之匹配的蜂窝连接解决方​​案。通过权衡一系列因素，产品设计人员可以确保他们做出适合物联网解决方案的最佳连接选择。这样，一旦部署，它们就可以优化设备的使用寿命。Wireless Logic MVNO负责人Paul Bullock表示，灵活的连接性是许多安装的理想选择，在这种情况下，eSIM在适当的情况下可以帮助保持产品的敏捷性。

蜂窝连接需要考虑什么

在设计物联网时，请考虑：

• 设备：设备和部署特性将影响蜂窝连接的选择。考虑因素包括设备的使用寿命以及保持部署所需的功率。在偏远、全球或广阔的位置进行大规模部署需要稳定的电力，因为它们可能会在较长时间内保持原位。

   

• 数据：设备需要交换什么类型和数量的数据？它可能只发送小数据包，或者可能需要更高的带宽来交换视频。考虑设备应用程序如何随着时间的推移而发展是一个好主意，例如从发送音频文件到添加视频。无论数据量和类型如何，连接都必须是安全的，因为大规模物联网部署呈现出巨大的攻击面，并且一直处于风险之中。因此，要考虑数据价值和多网络弹性。

   

  

  分发：分发是一个关键考虑因素，因为网络选项和商业安排会因国家、地区和国际部署而异。始终最好为设备提供一个库存单位(SKU)，但如果面向不同市场的设备具有不同的SIM卡，这可能是不可能的。在这种情况下，当设备到达目的地以进行后期连接时，可能必须添加特定于区域的SIM卡。

  覆盖范围：这涉及用于连接设备的无线技术。低功耗广域网(LPWAN)（NB-IoT和LTE-M）正在流行，但人们发现它们的全球覆盖范围很差，甚至在国家层面也存在差距。确保您的设备肯定有覆盖范围，并且您无需部署到根本没有LPWAN的国家/地区。众所周知，英国在东侧提供LTE-M，在西侧提供NB-IoT。世界各地存在许多类似的覆盖差距，即使是像巴西这样的发达国家也无法提供一致的LPWAN覆盖。

  逐步淘汰2G和3G

  大量物联网应用程序旨在连接2G和3G。这些网络现在正在被逐步淘汰，在3G的情况下，许多地区已经发生了关闭，或者计划在不久的将来这样做。造成这种情况的主要原因是移动网络运营商(MNO)希望为下一代、具有成本效益和更高收入的技术腾出频谱。

  

  大多数通过3G连接物联网部署的公司都将深入他们的迁移计划。2G略有不同，因为它是一种在机器对机器(M2M)和物联网连接设备的大规模部署中根深蒂固的技术，尤其是在欧洲，因此有迹象表明，在许多国家，2G直到至少在本世纪末。虽然这似乎遥不可及，但前瞻性规划对于部署多年的设备至关重要。

  有一系列2G/3G连接替代方案，每种都有自己的功能。应该权衡这些以评估它们在设计中是否适合新的物联网设备：

  窄带物联网

  这最适合发送少量非实时数据、由电池或太阳能供电的固定物联网设备，并且位于其他技术难以获得信号的地方。NB-IoT提供较低的硬件和运营成本，因此可以进行长期的大规模部署。它具有电池效率，因此可以支持长时间停留在现场的设备，例如具有低和间歇性数据吞吐量的传感器。NB-IoT具有很强的信号穿透力，实际上是任何低LPWAN的最深覆盖范围，因此如果传感器或水表部署在街道以下，它可以应对地下室或地下停车场。

  LTE-M(Cat-M1)：这提供了所有LPWAN技术中最高的吞吐速度和带宽，因此它可以应对无线(OTA)更新，例如固件或网络运营商配置文件。它提供与3G大致相当的延迟和速度，具有电池效率和成本效益。

  LTE-M(Cat-M1)可以支持广泛的物联网应用，但非常适合需要更高速度或双向数据传输的低功耗设备，例如支持语音或SMS服务的设备。它可以被移动设备和固定设备使用，因为它支持小区到小区的漫游。

  但是，由于已经提到的覆盖原因，一些部署将与NB-IoT或LTE-M相冲突。NB-IoT和LTE-M在4G上均不可用，并且NB-IoT目前与eSIM不兼容。

  在这些限制使LPWAN不适合的情况下，公司可以考虑：

  LTE Cat-1和Cat-1 BIS：LTE Cat-1（Cat-1 BIS是单天线版本）是一项成熟的技术。硬件成本和功耗略高于LTE-M和NB-IoT，但对于某些部署而言，好处将超过这一点。它具有全球支持，因为Cat-1是一种标准的4G技术，并且现有的漫游协议意味着使用单个SIM SKU就可以访问全球网络。适用于移动应用，兼容eSIM。

  更低的延迟和更高的带宽使Cat-1成为2G/3G的强大替代品，它可以支持广泛的物联网应用。对于需要更高速度、双向数据传输或移动性并且可以支持三到五年电池寿命或使用可充电电池的应用的低功耗物联网设备，应考虑使用它。

  用于灵活连接的eSIM

  eSIM是一种理想的灵活性技术，因为它支持网络运营商凭证的OTA配置。这意味着可以将相同的SIM卡插入每台设备，无论它们要去哪里，因为可以稍后提供连接。这提供了对简化操作非常重要的单一SKU，特别是对于大型国际物联网部署。这使得以本地速率使用本地网络的制造流程和连接更简单、更流线化。

  此外，eSIM使网络运营商的改变成为可能，而无需物理更换SIM卡。这样，公司就可以利用新的商业安排和有吸引力的交易。

  在设计具有蜂窝连接的物联网设备时，需要考虑一系列因素。设备本身、它们将交换的数据以及它们的目的地，都将在确定正确的蜂窝连接选择方面发挥作用。

  网络技术不会永远存在，因为已经完成或正在迁移2G和3G的公司会知道，因此技术标准的生命周期是另一个需要牢记的因素。某些技术的好处在于它们的灵活性——eSIM在合适的地方为物联网部署带来了敏捷性。总之，物联网连接平台提供商将能够为每个特定的物联网用例提供最佳蜂窝连接建议。

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