相信(xin)不少(shao)人都還記得DECT這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun),采用這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)數字(zi)無(wu)(wu)繩(sheng)電話主要(yao)是為辦公和家庭場(chang)景準(zhun)(zhun)備的(de)。不過隨著(zhu)智能手機(ji)的(de)興起(qi),這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)和相關的(de)產品也(ye)逐漸被(bei)人淡(dan)忘。然而今年,DECT-2020 NR這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)新標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)卻以5G無(wu)(wu)線技術的(de)形(xing)象再度出現,面(mian)向龐大(da)的(de)IoT市場(chang)。
DECT-2020 NR是由歐洲電信標準化協會(ETSI)開發的一種非蜂窩且免授權的無線電標準,也在今年10月成了國際電聯IMT-2020技術推薦中5G標準的一部分,旨在為各種用例和市場中的無線應用提供一個強大的技術基礎。該技術的適用范圍也不再局限于無繩電話,而是覆蓋了音頻串流、專業音頻、消費和工業物聯網應用等等。
與此(ci)同時(shi)(shi),由于DECT-2020 NR運行(xing)于免(mian)授權的1.9GHz頻段,所以(yi)借(jie)助該(gai)標準搭建網絡時(shi)(shi)無需(xu)考(kao)慮頻段租(zu)賃的費用。同時(shi)(shi)考(kao)慮到1.9GHz是全球通用的,所以(yi)相(xiang)關產品只需(xu)用到一個(ge)頻段和單個(ge)BOM,避免(mian)了面向不同地(di)區推(tui)出不同版本的硬(ying)件。
DECT-2020 NR支持頻段(duan) / ETSI
包括(kuo)1.9GHz頻(pin)段在內,DECT-2020 NR還支(zhi)持6GHz以下的17個頻(pin)段,最高支(zhi)持到221MHz的帶寬,用于未(wei)來進一步改(gai)善延遲和性能。
非蜂(feng)(feng)窩(wo)5G是(shi)基(ji)于(yu)與蜂(feng)(feng)窩(wo)5G完全不(bu)同的(de)(de)原理打造(zao)的(de)(de),前(qian)者最大(da)的(de)(de)不(bu)同之處也是(shi)最大(da)的(de)(de)優勢即去中(zhong)心(xin)化的(de)(de)網(wang)絡。在非蜂(feng)(feng)窩(wo)5G網(wang)絡中(zhong),每(mei)個設(she)備都可(ke)以看作一(yi)個節點,每(mei)個設(she)備都可(ke)以成為(wei)路由器(qi),這在蜂(feng)(feng)窩(wo)5G網(wang)絡中(zhong)就(jiu)相當(dang)于(yu)每(mei)個設(she)備都可(ke)以充當(dang)基(ji)站,從而(er)免去了基(ji)站部署(shu)所需要的(de)(de)大(da)量費用。與蜂(feng)(feng)窩(wo)網(wang)絡的(de)(de)部署(shu)相比,無(wu)論是(shi)成本還是(shi)碳足(zu)跡都要低(di)上一(yi)大(da)截。
這樣的特性帶(dai)來了(le)哪些優勢呢?首先,設備(bei)(bei)可(ke)以自動找到最合適的路(lu)(lu)由,新設備(bei)(bei)加入網絡路(lu)(lu)由的過程也是自動完成的;其次,如(ru)果其中一臺設備(bei)(bei)出現故(gu)障,設備(bei)(bei)會自行重路(lu)(lu)由,從而徹底消除了(le)單點故(gu)障,提供了(le)可(ke)靠的網絡,極大減少了(le)維護成本。
非蜂(feng)窩5G對于專(zhuan)用網絡的建設同樣大有益處,傳(chuan)統的企(qi)業(ye)自建5G專(zhuan)網需要承擔高昂的部(bu)署費(fei)用和頻(pin)譜授權費(fei)用,后期也需要長久(jiu)的維護工作,而(er)運營商構建的5G專(zhuan)網則很難(nan)做到較(jiao)高的獨(du)立可(ke)控性(xing)。
這時你可(ke)能(neng)會說,這樣(yang)的技術為何會與5G扯上聯(lian)系呢?相信(xin)大家(jia)還(huan)記得完(wan)整的5G系統包含的三大特性:eMBB(增強移動寬帶)、URLLC(超可(ke)靠低延遲(chi)通信(xin))和mMTC(大規(gui)模機器類型通信(xin))。DECT-2020 NR的特性很好的解決了URLLC和mMTC的挑戰,這也是(shi)國際(ji)電聯(lian)青睞這一標準的原因。
盡管DECT-2020尚處于早期發展階段,但它已經有望填補無線物聯網在mMTC上的空白了。mMTC的不少應用中,單個設備的故障可能是致命的,很可能會使自動化進程或關鍵基礎設施面臨風險,比如工廠中的自動駕駛汽車、倉庫中與操作員協同工作的高速機器人等。
不同設備密度下(xia)的延遲表現 / IEEE
Nordic半導體作為DECT-2020 NR標準(zhun)的(de)貢獻者之一,也已經開(kai)始部署(shu)支持該標準(zhun)的(de)產品。根據Nordic的(de)說(shuo)法,已有(you)的(de)無線IoT技(ji)術在(zai)mMTC(每平方公里一百萬個(ge)設備)應用(yong)中(zhong),性(xing)能表現普遍在(zai)100kbps以(yi)下(xia)的(de)帶(dai)寬和10s以(yi)下(xia)級別(bie)的(de)延遲。由(you)上圖(tu)我們也可以(yi)看(kan)出,一旦(dan)設備密度(du)持續增大的(de)話,NB-IoT和LTE-M等(deng)蜂窩IoT技(ji)術的(de)延遲可能會達到(dao)無法正常使用(yong)的(de)程度(du)。
而在測試(shi)中(zhong),Nordic首個基于nRF91系列(lie)的DECT-2020 NR方案將可(ke)(ke)以達到(dao)最高3Mbps的速(su)率和1ms的延遲。如此顯著的差距極(ji)大(da)降低了消息傳輸的時間,既保證了現代傳輸的可(ke)(ke)靠(kao)性和安(an)全性,又避免了延遲帶來的損失(shi),在工業(ye)物聯網(wang)和以安(an)全為重心的物聯網(wang)應用中(zhong)至關(guan)重要。
mMTC應用(yong)中的(de)另(ling)一(yi)個關鍵(jian)參(can)數(shu)是能(neng)效(xiao),高設備密度下由(you)于存在(zai)(zai)極大(da)的(de)干擾(rao),無線通(tong)信(xin)的(de)能(neng)效(xiao)也會(hui)隨之降低。然而在(zai)(zai)芬蘭一(yi)所大(da)學的(de)研究中發現,在(zai)(zai)同(tong)樣(yang)的(de)無線電功率(lv)下,DECT-2020 NR系統層級上(shang)的(de)能(neng)效(xiao)要比傳統的(de)蜂(feng)窩方式要高出60%。
小結
盡管DECT-2020 NR這種非蜂(feng)窩(wo)(wo)5G看起來潛力十足,但(dan)它的角(jiao)色并(bing)不在于替代蜂(feng)窩(wo)(wo)技術。DECT-2020 NR主要(yao)用于建設無(wu)線(xian)鄰域網絡,而真正要(yao)想要(yao)擴大覆蓋范圍的話,必須要(yao)做好與廣域網的互(hu)(hu)通。這也是(shi)DECT-2020 NR也做了與3GPP 5G標準兼(jian)容工(gong)作的原(yuan)因(yin),只(zhi)有在兩者的互(hu)(hu)通下才能發揮出(chu)無(wu)線(xian)物聯網的全(quan)部優勢。