物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以頻譜資源有效供給為前提

文章來源：泛普軟件

在最近召開的“2010年中國通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢報告會”上，物聯(lián)網(wǎng)成為了2009年中國通信產(chǎn)業(yè)十大關(guān)鍵詞之一，而目前，基于物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用已經(jīng)在交通、農(nóng)業(yè)、物流等行業(yè)中開始實施。

但物聯(lián)網(wǎng)還處在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，仍有許多瓶頸等待突破。其中，作為支撐物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要資源—無線電頻譜，尚未受到業(yè)界的高度重視，甚至有些輿論認(rèn)為目前我國己分配的移動通信和無線接入頻率可以滿足未來物聯(lián)網(wǎng)的需求。

但物聯(lián)網(wǎng)未來將應(yīng)用于無法準(zhǔn)確估量的行業(yè)和場景，必然將產(chǎn)生海量終端，形成遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人與人通信互聯(lián)的移動通信與無線接入的數(shù)據(jù)量，到那時，頻譜資源的短缺將成為物聯(lián)網(wǎng)難以克服的瓶頸。

物聯(lián)網(wǎng)是頻譜“饕餮”大戶

網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的中間環(huán)節(jié)，也是最重要的環(huán)節(jié)。而物聯(lián)網(wǎng)無處不在的特點，使得有線傳輸受到很大限制，移動網(wǎng)絡(luò)和寬帶無線接入將成為物聯(lián)網(wǎng)的主要傳輸方式。而物聯(lián)網(wǎng)信息交互與傳輸以無線為主的特點，注定了它將成為頻譜資源需求的大戶。

首先，物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)規(guī)模是通信業(yè)無法比擬的。據(jù)Forrester預(yù)測，到2020年，物物互聯(lián)業(yè)務(wù)與現(xiàn)有人人通信互聯(lián)的比例將達(dá)到30：1，即可能從60億人口擴(kuò)展到500億乃至上萬億的機(jī)器和物體。有專家以家居應(yīng)用為例，一個家庭布設(shè)幾十個甚至上百個傳感網(wǎng)終端或節(jié)點并不為過，但一個人不會隨身攜帶幾十部手機(jī)。除家庭之外，物聯(lián)網(wǎng)還有眾多行業(yè)應(yīng)用，其規(guī)模一定遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于移動通信。因此，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)正式實現(xiàn)，有超過500億以上的終端需要通過無線方式連接在一起時，其對頻譜的需求絕不是如今己分配的移動通信和無線接入頻率所能承載的。

第二，目前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一般是小流量的M2M應(yīng)用，比如路燈管理、水質(zhì)監(jiān)測等，所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量很小，原有的2G網(wǎng)絡(luò)足以實現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)量的支撐。同時，物聯(lián)網(wǎng)涉及的控制、計費、支付，實際上都不會占用大量帶寬，目前有充足的頻譜資源支撐建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)。

但是，物聯(lián)網(wǎng)也有大量占用高帶寬的應(yīng)用，比如平安城市、公共交通等以視頻圖像為主的監(jiān)控業(yè)務(wù)。以北京公交系統(tǒng)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)為例，目前北京有3萬多輛公交車，如果每輛公交車上面布設(shè)4個攝像頭，則3萬輛公交車的數(shù)據(jù)總量預(yù)計將達(dá)到約180Gbit/s，且對圖像的連續(xù)性和實時性有較高要求，所以傳輸頻譜需求絕不是目前2G、3G甚至未來4G可以輕松承載的。

第三，物聯(lián)網(wǎng)的識別層將信息傳感設(shè)備，如射頻識別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識別和管理，而這種連接將采用低功率技術(shù)，其中最被推崇的是Wi-Fi技術(shù)。

如果將Wi-Fi用于物聯(lián)網(wǎng)，Wi-Fi的頻譜需求將大大超過目前己分配的頻譜總量。按照預(yù)測，我國到2020年在設(shè)定150人同時使用Wi-Fi，其速率為200Kbit/s，每用戶忙時呼叫次數(shù)為0.15，每戶平均呼叫時長為3000s的情況下，上下行共需2500MHz頻率。而Wi-Fi用于物聯(lián)網(wǎng)，在一個小區(qū)內(nèi)的物品或設(shè)備數(shù)量可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于150個，而且實時在線的比例更高，其頻譜需求也將超過2500MHz，成為名符其實的用頻“大戶”。

第四，至今物聯(lián)網(wǎng)的流量模型并沒有權(quán)威研究結(jié)果，它肯定既不同于互聯(lián)網(wǎng)流量模型，也不會等同于移動通信的流量模型。但是，物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模巨大，盡管有些業(yè)務(wù)每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不一定非常大，甚至只有幾十個字節(jié)，但是必須一次傳輸成功，有著非常實時的傳輸要求。另外，移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)著重考慮用戶數(shù)量，而物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)特性，可能會造成大量用戶堆積在熱點區(qū)域，引發(fā)網(wǎng)絡(luò)擁塞或者資源分配不平衡。這些都會造成物聯(lián)網(wǎng)對頻譜的需求方式和規(guī)劃方式有別于己有的無線通信，所以不能輕言物聯(lián)網(wǎng)不存在頻譜資源的制約。

物聯(lián)網(wǎng)頻譜需求解決難度遠(yuǎn)大于4G

移動網(wǎng)絡(luò)將是物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸與交互的主體。

我國己為2G和3G移動通信規(guī)劃和分配了525MHz頻率，到2009年10月承載的移動用戶己達(dá)6.27億戶，而且可以滿足3G業(yè)務(wù)繼續(xù)發(fā)展的需要。預(yù)測我國4G頻譜的需求，到2020年在兩個運營商的前提下需要繼續(xù)增加800～1100MHz頻率。根據(jù)2007年世界無線通信大會決議，我國為4G確定了450～470MHz、698～806MHz、2300～2400MHz和3400～3600MHz共448MHz頻率，按照預(yù)測我國4G還需要的352～1152MHz頻率尚無著落。而且以上頻譜都是按照4G的用戶流量模型為人與人的通信而設(shè)計的，并不包括物聯(lián)網(wǎng)的頻譜需求，因此解決物聯(lián)網(wǎng)的頻譜需求的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于4G。

物聯(lián)網(wǎng)對以Wi-Fi為首的低功率、短距離無線接入的頻譜需求與己有頻率資源之間同樣存在很大差距。例如，我國至今在非授權(quán)的2.4GHz和5.8GHz頻段為Wi-Fi分配了208.5MHz頻率，與到2020年Wi-Fi人與人通信所需的2500MHz頻率尚存巨大缺口，如果加上物聯(lián)網(wǎng)的頻譜需求，其頻率缺口更大，而至今并無彌補(bǔ)的措施和辦法。

當(dāng)然，解決物聯(lián)網(wǎng)頻譜需求緊缺難題，采用逐步成熟的動態(tài)頻譜分配方式是比較有效的途徑，但必然帶來對傳統(tǒng)頻譜管理體制和方式的重大變革，其中未知因素難以預(yù)料。

總之，頻譜是物聯(lián)網(wǎng)存在和發(fā)展的重要基礎(chǔ)資源，但業(yè)界對物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源需求及面臨困難的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他方面，必然成為阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的“難點”。萬事預(yù)則立，希望國家及產(chǎn)業(yè)層面盡早將物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源納入規(guī)劃，在國際上如同積極參與物聯(lián)網(wǎng)的概念設(shè)計、框架規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)制定一樣，使其成為掌握物聯(lián)網(wǎng)頂層話語權(quán)的重要部分。

發(fā)布：2007-04-21 10:14 編輯：泛普軟件 · xiaona [打印此頁] [關(guān)閉]

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