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无线蜂窝技术(M2M)和WIFI在物联网应用中如何选择?

更新时间:2018-12-17
摘要:

说到物联网,也许最关键的技术是无线网络技术。如果没有这两种主要的无线数据网络技术——蜂窝和WiFi,那么所有的物联网设备都需要通过有线连接到互联网,这将极大地限制开发人员创建为企业和消费者提供价值的物联网应用的能力。

多亏了这两种无线网络技术,物联网变得越来越大。到2017年,全球将使用84亿件联网物品,到2020年,这个数字将达到204亿件。随着市场不断成熟,未来三年内,另外还会增加100亿连接设备,物联网应用开发人员面对一个重要的问题,那就是考虑到每种技术的带宽,成本,安全,那么,问题是开发输人员在设计解决方案的时候,是使用蜂窝网,wifi或两者兼而有之?我们从三个角度来进行分析。

覆盖范围

虽然WiFi和蜂窝网络在带宽和成本方面的差异一直在缩小或消失,但蜂窝网络正在扩大其覆盖优势。根据定义,WiFi是一个局域网(LAN),一旦连接的设备离开该区域,网络连接就会丢失,这将给物联网开发人员带来重大的设计限制。另一方面,随着无线网络运营商相互竞争,为客户提供更号的服务,移动数据的覆盖范围日益扩大。此外,标准低功耗广域(LPWAN)蜂窝物联网技术(LTE-M和NB-IoT)提供了比传统蜂窝技术更广阔的覆盖范围,将蜂窝连接扩展到地下空间、建筑和农村环境。虽然LPWAN是一个新产品,但它正迅速受到网络运营商的欢迎,因为升级4G LTE基础设施以支持LPWAN只需要简单的软件更新。对于希望在世界各地部署物联网应用程序或将其部署到远程、地下或类似难以到达的位置的开发人员来说,蜂窝网提供了明显的优势——这些优势只会在未来几年增长。

通讯安全

在评估WiFi模块和蜂窝网络模块之间的安全差异时,必须始终记住,没有任何网络硬件设备可以做到100%安全。尽管如此,与WiFi模块相比,蜂窝网络模块确实具有一些安全优势。首先,所有蜂窝数据在默认情况下都是加密的。WiFi模块数据可以加密,但这种加密必须开启。这将人为错误引入WiFi安全等式,正如最近的网络安全攻击中所看到的,此类与人为错误相关的漏洞可以也将被网络犯罪分子利用。此外,手机安全更新是由网络运营商进行的,这些运营商配备了专门的网络安全人员,并提供非常强大的财务和声誉激励,以确保尽快进行此类更新。然而,WiFi依赖于个人WiFi网络所有者进行安全更新,个人WiFi网络所有者很容易延迟或忽略这些更新。最近,在WiFi保护访问(WPA)和WiFi保护访问II (WPA2)安全协议中使用的密钥交换握手时,密钥重新安装攻击(又名KRACK)证明了忽略此类更新的问题。WiFi的另一个安全问题是,网络犯罪分子可以创建“假”Wi-Fi网络,让未被怀疑的设备所有者连接到这些网络,让这些犯罪分子能够侵入这些设备所有者的设备。虽然创建虚假蜂窝网络在理论上是可能的,但蜂窝模块的内置安全优势,以及网络运营商的规模和规模,使得创建类似的虚假蜂窝网络变得更加困难。随着网络攻击的不断增加,蜂窝网络的安全优势让它在Wi-Fi方面领先于那些将安全作为关键设计考虑因素的应用程序开发人员。

带宽

多年来,WiFi在带宽方面一直领先于蜂窝网络,旧的802.11b/g/n Wi-Fi技术可以提供高达450mb / s的速度,而新的802.11ac Wi-Fi技术可以提供高达1.3 gb / s的速度。然而,基于4G LTE标准的蜂窝技术现在的速度高达1gbps,使得蜂窝带宽可以与WiFi媲美。此外,基于802.11ax标准的新WiFi技术承诺最高网速可达10gbps,而使用5G标准的新蜂窝技术将提供类似的网速。现在,蜂窝网络在带宽方面即使不能与Wi-Fi相媲美,也可以与WiFi相媲美。在视频和其他高带宽物联网应用方面,这两种技术在速度上几乎没有区别。

安全、带宽和覆盖并不是开发者在决定他们的物联网应用是否应该使用蜂窝网络、WiFi或两者兼而有之时需要考虑的唯一功能,但它们可能是最重要的功能。在成本和带宽方面,近年来蜂窝网络已经赶上了WiFi,而如今WiFi在这些领域的优势微乎其微或根本不存在。然而,在覆盖范围和安全性方面,蜂窝网络比WiFi有显著优势,这些优势将在未来几年得到加强。

尽管有这些优势,WiFi不会很快消失。WiFi在大多数家庭中已经建立了牢固的基础,而且将多个设备连接到WiFi网络不需要额外成本,这意味着未来几年WiFi可能会继续被许多消费者和智能家居物联网应用程序使用。此外,随着这两种技术的成本下降,对于希望覆盖所有基础并将客户服务与企业级服务区分开来的开发人员来说,构建同时支持Wi-Fi和蜂窝连接的物联网应用程序是一个越来越有吸引力的选择。然而,随着蜂窝网络在带宽、成本、覆盖范围和安全性方面越来越等同于或优于WiFi,许多以前可能只考虑在物联网应用程序中使用WiFi的开发人员,未来几年很可能会考虑使用蜂窝网络,如果不是改用蜂窝网络的话。