邁向M2M通信的下一步

機器對機器（M2M）通信可以追溯到1960年代末期。然而，直到出現新的無線技術后M2M通訊才以每公里一百萬臺設備的密度被大規(guī)模采用。

M2M演進

早在1968年，被譽為M2M之父的Theodore G Paraskevakos就提出了使用電話線呼叫調用電表讀數的想法。雖然這個想法獲得了一些商業(yè)上的支持，但仍然未能發(fā)揚光大，直到西門子公司在1990年代中期開創(chuàng)了蜂窩式M2M。其他企業(yè)緊隨其后，在2G和3G蜂窩基礎設施和工業(yè)型手機調制解調器應用下，推動M2M擴展到重要的工業(yè)領域。

但是，這些調制解調器不僅價格昂貴體積笨重，而且耗電量巨大。這些缺點使得這種技術只有大型機構，以及售票機和自動售貨機等商業(yè)單位才會使用。但隨著蜂窩物聯(lián)網的出現，應用領域急劇擴張。蜂窩物聯(lián)網技術NB-IoT和LTE-M利用蜂窩基礎設施的方式，與老式調制解調器相同。然而，Nordic推出nRF9160 SiP這樣緊湊、高效的連接產品，已經將M2M連接擴展到成千上萬的全新應用中。

M2M大展鴻圖

M2M發(fā)展的下一個階段將會與5G網絡同步前行。工程師的思維走在現時需求的前面，并定義了 "大規(guī)模機器類型通信"（mMTC）的未來。這是一個為了M2M應用而大規(guī)模安裝低功率無線技術的未來。

工程師所說的大規(guī)模，是指每公里范圍部署多達一百萬個設備。為了滿足嚴苛應用需求，mMTC技術還要求節(jié)點之間的通信延遲為1毫秒，無線電可靠性達到99.99%。要求雖高，但解決方案指日可待。

國際電信聯(lián)盟（ITU）在涵蓋第五代無線網絡技術標準的總括出版物中正式確定mMTC，這份名為《國際移動電信（IMT）-2020年5G》的文件為5G網絡制定了標準和規(guī)范。

非蜂窩5G

NB-IoT和LTE-M正在進一步發(fā)展以滿足mMTC的需求，還有一項技術是IMT-2020 5G標準的一部分。DECT新無線電（NR）+（最初稱為DECT-2020 NR）符合mMTC的所有技術要求。它來自DECT論壇，這是致力于開發(fā)和改進數字增強無繩電信（DECT）技術的組織。

DECT NR+使用1.9GHz工作頻率。這是全球性、免許可的頻譜分配（目前日本、印度和中國除外）。因為DECT NR+是免費的，所以它的運行成本相比需要授權許可的同類產品要低。其范圍在室內可達數百米，在室外可達數千米。有趣的是，雖然被列入了5G網絡標準文件，但DECT NR+并不是蜂窩技術。它確實與蜂窩技術有一些共同的技術元素，但工程師不必使用授權許可的網絡，而是可以使用免費頻段建立自己的密集私有網絡，而且不需要SIM卡。

DECT NR+技術在單一網絡中可以支持多達40億個獨特的無線電設備，在無線電通信距離內則可以支持多達65000個設備。用戶可以定制網絡以支持高數據率（高達每秒數千兆位）或低功耗（低于10微安平均功耗）要求。

開始規(guī)劃DECT NR+

Nordic正在使用其nRF91系列架構開發(fā)商用DECT NR+ mMTC解決方案?？偛课挥诜姨m的大規(guī)模物聯(lián)網軟件專業(yè)廠商Wirepas正在與Nordic合作開展該項目。由于1.9GHz是全球免許可頻段，單一Nordic和Wirepas產品便可適用于所有地區(qū)，可以降低成本。首批產品將于2023年上市，應用范圍廣泛，包括工廠、倉庫、資產跟蹤、機器人、街道照明、交通管理和專業(yè)音頻。

隨著NB-IoT和LTE-M不斷發(fā)展，以及DECT NR+的全面商業(yè)化，工程師可以使用相對便宜的、可靠的和低延遲的無線技術將幾乎每臺機器與其他機器連接起來。Paraskevakos先生一定驚嘆他的創(chuàng)意已經取得重大成就。

作者：Nordic Semiconductor公司產品營銷工程師Heidi Sollie