2022年蜂窩物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

今年，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)有望取得重大進(jìn)展，大量新設(shè)計(jì)即將上市。

LTE-M和NB-IoT的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)比專(zhuān)有區(qū)域廣域（LWA）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)花費(fèi)了更長(zhǎng)的時(shí)間才進(jìn)入市場(chǎng)，因此他們失去了很多早期的市場(chǎng)份額。

智慧化可以節(jié)省營(yíng)運(yùn)和維護(hù)成本并提高生產(chǎn)力，因此一些企業(yè)和組織不愿意等待是可以理解的。但蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)的較晚到來(lái)，也代表著它擁有充足的可靠性和安全性，這是傳統(tǒng)蜂巢式無(wú)線(xiàn)技術(shù)和移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)幾十年來(lái)所一直享用的。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)唯一缺乏的，是全球無(wú)處不在的營(yíng)運(yùn)商網(wǎng)絡(luò)覆蓋，因?yàn)楦鳡I(yíng)運(yùn)商的部署速度各有不同；但目前這個(gè)「障礙」已經(jīng)完全消除，營(yíng)運(yùn)商在全球范圍內(nèi)推出了與手機(jī)網(wǎng)絡(luò)相同等級(jí)的全國(guó)覆蓋網(wǎng)絡(luò)。

毫不夸張地說(shuō)，所有已發(fā)展國(guó)家和越來(lái)越多的發(fā)展中國(guó)家現(xiàn)在已有無(wú)處不在的 NB-IoT和/或 LTE-M覆蓋（GSM）。而主要營(yíng)運(yùn)商在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中同等規(guī)模地提供 NB-IoT和LTE-M又是另一關(guān)鍵。顯然，NB-IoT和LTE-M各有其關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)和用例。然而，許多設(shè)備也希望能同時(shí)使用兩者，獲得綜合的優(yōu)勢(shì)。從Nordic的角度來(lái)看，這對(duì)贏取設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重大影響。

向蜂窩網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變
我們看到在智慧城市等市場(chǎng)（例如智慧公用事業(yè)計(jì)量和智能路燈）。許多成熟的專(zhuān)有WAN解決方案現(xiàn)在開(kāi)始「轉(zhuǎn)換」為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)，這通常是在先前僅WAN的專(zhuān)有穩(wěn)定產(chǎn)品中，發(fā)布基于蜂窩無(wú)線(xiàn)技術(shù)的新產(chǎn)品?，F(xiàn)在所有競(jìng)爭(zhēng)者都已經(jīng)進(jìn)場(chǎng)，讓我們看看誰(shuí)會(huì)脫穎而出。

例如，在今年1月的CES上，Nordic展臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師表示，大約一半的參觀者要求觀看Nordic的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)全球資產(chǎn)追蹤展示。這項(xiàng)技術(shù)使用了基于Nordic Thingy:91的多模式NB-IoT/LTE-M Nordic nRF9160系統(tǒng)級(jí)封裝 （SiP）和nRF云端定位服務(wù)，可以在世界任何地方提供「開(kāi)箱即用」的定位服務(wù)。該展示也顯示這種定位的快速和靈活，可以根據(jù)所需能源效率等級(jí)與定位精準(zhǔn)度自由設(shè)定。（提供各種單、多蜂窩、輔助和預(yù)測(cè)GPS定位選項(xiàng)）

在MWC 2022上，很明顯看到了憑借大型產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為nRF9160 SiP等低功耗設(shè)備建立優(yōu)化解決方案的機(jī)會(huì)。一些范例使用無(wú)電池的能量收集設(shè)計(jì)、云端的精簡(jiǎn)低功耗協(xié)議以及邊緣機(jī)器學(xué)習(xí)以節(jié)省數(shù)據(jù)傳輸成本。

這在某種程度上是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越受歡迎的證據(jù)。但它確實(shí)反映了一個(gè)根本性的轉(zhuǎn)變：以商業(yè)和技術(shù)上可行的方式追蹤和監(jiān)控全球任何事物的能力。這些技術(shù)在短短時(shí)間內(nèi)變得更快速和簡(jiǎn)易，是重大的進(jìn)展。但對(duì)于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和Nordic云端服務(wù)的潛力來(lái)說(shuō)，這只是牛刀小試。

向混合無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變
我們看到的另一個(gè)趨勢(shì)，是將不同的無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與單一應(yīng)用程序相結(jié)合。例如有很多混合蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和低功耗藍(lán)牙組合，但我們預(yù)計(jì)這種「混合」趨勢(shì)不會(huì)止步于此。

趨向混合技術(shù)的根本動(dòng)力，在于無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)五花八門(mén)，但沒(méi)有任何一種無(wú)線(xiàn)技術(shù)完全適合所有應(yīng)用場(chǎng)合。

混合使用各種技術(shù)是自然的結(jié)果。在某些用例中，透過(guò)結(jié)合使用兩種無(wú)線(xiàn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)人員能夠在技術(shù)和/或商業(yè)上獲得超過(guò)僅使用任何一種單一無(wú)線(xiàn)技術(shù)的成果。因此，混合無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用應(yīng)該會(huì)變得非常普遍。

轉(zhuǎn)向高度整合的解決方案
最后一件值得注意的事情是全球半導(dǎo)體短缺的影響。

Nordic提供高度整合的解決方案最大限度地減少了占用的物理空間和所需的外部支持組件的數(shù)量。Nordic技術(shù)是穿戴式裝置誕生的關(guān)鍵。

nRF9160 SiP也不例外，它整合了板載64 MHz Arm Cortex-M33處理器、1MB閃存和256KB RAM以及GPS支持，開(kāi)發(fā)人員只需要一對(duì)天線(xiàn)（GPS和LTE）、電池、SIM卡或eSIM，以及任何一套產(chǎn)品或應(yīng)用所需的傳感器。

與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的解決方案相比，nRF9160 SiP擁有充裕的1MB閃存和 256KB RAM，因此只需要最少的半導(dǎo)體組件，并有功耗較低。

nRF9160 SiP為具有自己的板載處理器的多模式LTE-M/NB-IoT蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)解決方案，這個(gè)處理器可透過(guò)開(kāi)放軟件開(kāi)發(fā)套件供所有人使用。這表示在物料清單 （BoM）中需要采購(gòu)的主要、關(guān)鍵組件減少了。

此外，全球芯片短缺促使人們對(duì)電子設(shè)計(jì)進(jìn)行了徹底的重新思考，從成本高低的考慮轉(zhuǎn)向考慮高度整合和「智能化」的替代方案，以最大限度地降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)，這種轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)大概還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。

（本文作者Kristian Sather任職于Nordic Semiconductor公司）