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频谱资源的短缺或将成为物联网难以克服的瓶颈

发布时间:2020-02-14 07:55:23 阅读: 来源:缓蚀剂中间体厂家

频谱资源的短缺或将成为物联网难以克服的瓶颈

2012-02-13 12:39:20来源:评论:0 点击:人们热切地关注物联网,却鲜有人知道支撑物联网发展的主要资源—无线电频谱是否能够承载其发展的需求。网络层是物联网的中间环节,也是最重要的环

人们热切地关注物联网,却鲜有人知道支撑物联网发展的主要资源—无线电频谱是否能够承载其发展的需求。网络层是物联网的中间环节,也是最重要的环节。而物联网无处不在的特点,使得有线传输受到很大限制,移动网络和宽带无线接入将成为物联网的主要传输方式。而物联网信息交互与传输以无线为主的特点,注定了它将成为频谱资源需求的大户。

因此,当物联网正式实现,有超过500亿以上的终端需要通过无线方式连接在一起时,形成远远大于人与人通信互联的移动通信与无线接入的数据量,其对频谱的需求绝不是如今己分配的移动通信和无线接入频率所能承载的。到那时,频谱资源的短缺将成为物联网难以克服的瓶颈。

目前物联网应用一般是小流量的M2M应用,比如路灯管理、水质监测等,所需要传输的数据量很小,原有的2G网络足以实现对这些数据量的支撑。同时,物联网涉及的控制、计费、支付,实际上都不会占用大量带宽,目前有充足的频谱资源支撑建设物联网。但是,物联网也有大量占用高带宽的应用,比如平安城市、公共交通等以视频图像为主的监控业务。以北京公交系统视频监控业务为例,目前北京有3万多辆公交车,如果每辆公交车上布设4个摄像头,则3万辆公交车的数据总量预计将达到约180Gbit/s,且对图像的连续性和实时性有较高要求,所以传输频谱需求绝不是目前2G、3G甚至未来4G可以轻松承载的。

物联网的识别层将信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等与网络连接在一起,方便识别和管理,而这种连接将采用低功率技术。以Wi-Fi为例,如果将Wi-Fi用于物联网,Wi-Fi的频谱需求将大大超过目前己分配的频谱总量。按照预测,我国到2020年在设定150人同时使用Wi-Fi,其速率为200Kbit/s,每个用户忙时呼叫次数为0.15,每户平均呼叫时长为3000s的情况下,上下行共需2500MHz频率。而Wi-Fi用于物联网,在一个小区内的物品或设备数量可能远远多于150个,而且实时在线的比例更高,其频谱需求也将超过2500MHz,成为名符其实的用频“大户”。

物联网的规模巨大,尽管有些业务每次传输的数据量不一定非常大,甚至只有几十个字节,但是必须一次传输成功,有着非常实时的传输要求。另外,移动蜂窝网络着重考虑用户数量,而物联网数据流量具有突发特性,可能会造成大量用户堆积在热点区域,引发网络拥塞或者资源分配不平衡。这些都会造成物联网对频谱的需求方式和规划方式有别于己有的无线通信,所以不能轻言物联网不存在频谱资源的制约。

物联网对低功率、短距离无线接入的频谱需求与己有频率资源之间同样存在很大差距。以Wi-Fi为例,我国至今在非授权的 2.4GHz和5.8GHz频段为 Wi-Fi规划了208.5MHz频率,与到2020年Wi-Fi人与人通信所需的2500MHz频率尚存巨大缺口,如果加上物联网的频谱需求,其频率缺口更大。

因此,要对资源充分地了解,要智慧地利用资源,不要掠夺性地使用。建议科学规划无线频谱,向更高频段发展,拓展无线频谱可用资源,提高频率利用效率,如采用认知无线电等新的理论分析的手段,采用逐步成熟的动态频谱分配方式是比较有效的途径。

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