物聯網標準和協議介紹
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對于企業而言,物聯網的變革力量越來越重要,它有望在降低成本的同時提高運營效率和可見性。
但是,物聯網并非沒有風險和挑戰。盡管人們對安全性和數據隱私的擔憂持續上升,但缺乏物聯網標準仍然是最大的障礙之一。越來越多的傳統、單一供應商和專有解決方案導致了異構系統、數據孤島和安全漏洞的問題。隨著物聯網的成功越來越依賴于不同系統之間的無縫互操作性和數據共享,我們希望避免市場碎片化的情況出現,即眾多解決方案根本無法協同工作。
什么是標準?
在繼續討論標準之前,讓我們退一步,明確它們的定義。
根據歐洲電信標準協會(ETSI)的說法,標準是“經協商一致制定并經公認機構批準的文件,旨在為共同和重復使用的活動或其結果提供規則、指南或特征,目的是在特定背景下實現最佳秩序。”
簡單地說,標準是一個已發布的文件,用于確定產品的功能并驗證其質量。通過消除市場上效率低下的多樣性,它建立了對技術的透明、一致和普遍的理解。因此,標準增強了產品開發中的兼容性和互操作性,促進了全球采用和生產,并加快了上市時間。
為了更好地說明標準的重要性,讓我們以燈泡為例。如今,假設燈泡底座和螺紋已經標準化,則可以輕松地到任何商店購買任何品牌的燈泡。這極大地提高了用戶需求,使制造商可以利用規模經濟來提高產量并降低成本。
物聯網標準和無線協議
在物聯網領域,網絡標準無疑是最重要的。標準協議定義了建立和管理物聯網網絡的規則和格式,以及如何在這些網絡之間傳輸數據。網絡協議可以根據通信堆棧(即OSI或TCP/IP模型)分為多個層。在本文中,我們將重點介紹用于從邊緣設備傳輸數據的物理和網絡訪問協議。
甚至在物聯網尚未成為世界性現象之前,已經有許多標準化的無線技術在全球范圍內被廣泛認可和采用。最成功的例子包括Wi-Fi(基于無線局域網的IEEE 802.11a/b/g/n規范)、Zigbee(基于低速無線個人網絡的IEEE 802.15.4規范)和GSM/UMTS/LTE(基于3GPP開發的2G/3G/4G移動寬帶標準)。
然而,這些先前存在的標準并未針對需要互連大量電池供電的傳感器(端節點)的大多數大規模物聯網部署進行優化。有限的覆蓋范圍、低滲透能力、耗電的傳輸和高成本等因素阻礙了它們在許多用例中的適用性。通過恰好填補這些空白,新興的低功耗廣域網(LPWAN)技術組現在正在接管物聯網。
問題是,大多數現有的LPWAN網絡(通常是在無許可頻譜中運行的網絡)都是專有解決方案,沒有實現公認的行業標準協議。許多LPWAN提供商通過以使用費為基礎公開其技術規范,試圖將其技術稱為“開放標準”。然而,事實并非如此。
嚴格來說,一個標準(或者說是行業標準)必須經過一個由既定標準開發組織(SDO)進行的嚴格評估過程。這保證了技術的質量和可信度。全球主要的SDO示例包括ETSI、IEEE、IETF、3GPP等。到目前為止,真正經過SDO發布的嚴格LPWAN標準的技術有NB-IoT/LTE-M/EC-GSM(3GPP標準化)和mioty(基于低吞吐量網絡– ETSI的TS 103357規范)。
物聯網標準的好處
那么,為什么要選擇標準協議而不是專有協議呢?從物聯網用戶的角度來看,標準化的通信解決方案在以下方面具有顯著的優勢:
保證質量和信譽:物聯網標準確保產品和解決方案符合其預期目的。換句話說,遵循嚴格標準的通信技術提供了高服務質量、抗干擾能力和行業級安全性,以確保在邊緣可靠、安全地傳輸大量物聯網傳感器數據。
互操作性和創新靈活性:標準化通信協議可以在各種產品、現成硬件(即芯片組、網關)上編程,以支持多供應商解決方案和異構設備的互連。從長遠來看,除了促進互操作性之外,這還有助于最終用戶避免供應商鎖定的商業風險,即單一供應商保留對功能設計和未來產品/技術創新的完全控制。
全球可擴展性:在全球開展業務的工業用戶希望采用可在其全球設施中實施的物聯網連接。標準化解決方案具有通用性,有助于將安裝復雜性降至最低,從而保障長期投資。
市場上有各種各樣的物聯網連接解決方案,選擇合適的技術可以決定您數字化轉型的成功。通過選擇行業標準的物聯網解決方案,您可以確保物聯網架構的壽命和投資回報,使其在全球范圍內具有質量保證、獨立于供應商且可在全球范圍內擴展。(編譯iothome)