什麼是CBRS及其對物聯網有何幫助？

為企業客戶解決問題的應用程式推動物聯網繼續發展。在企業環境中，物聯網解決方案的最大障礙之一是可靠和低成本的無線連接配接。之前Wi-Fi、藍牙、LoRa、Zigbee等都曾嘗試解決這個問題，而CBRS (Citizens Broadband Radio Service)則是為企業物聯網提供了一個可行的替代方案。

什麼是CBRS？

具體到美國，公民寬帶無線電服務（CBRS）是3550-3700 MHz之間的一部分無線電頻譜。這是一個有價值的頻譜區域，因為它可以實作良好的傳播（穿透牆壁并進入中等距離的能力），并具有更高帶寬的服務（如LTE和5G）的好處。

CBRS頻譜可用于在建築物内部署獨立的專用LTE或5G網絡。

在使用CBRS之前，要確定像醫院這樣的設施内有一個健壯的蜂窩網絡，需要安裝特定于營運商的分布式天線系統（DAS）。這些系統價格昂貴，并且隻能與一個營運商一起使用。CBRS系統具有為LTE/5G連接配接提供“中性主機”的潛力，該連接配接将通過CBRS無線電基礎設施連接配接蜂窩裝置（如電話或IoT傳感器），然後再連接配接到營運商的分組核心網絡。對于支援CBRS的手機（尚不多），他們可以獨立于所使用的移動營運商使用這些内置網絡。

例如，對于一棟建築内的物聯網裝置，使用CBRS連接配接可能比試圖從地下室HVAC控制器連接配接到2英裡外的基站要可靠得多。

商業利益

中性主機物聯網連接配接

對于企業中安裝的直接蜂窩式IoT裝置（例如醫院中的藥房溫度監控器），如果将裝置配置為直接參與企業CBRS系統，則可以免費使用CBRS作為主要的蜂窩連接配接。 如果企業提供了用于連接配接的所有元件，則無需支付電信營運商費用。

可替代Wi-Fi

CBRS 4G/5G系統使用的無線電技術比Wi-Fi先進得多，即使在同等功率水準下，其覆寫範圍也可以達到3-4倍。由于安全性和通路權限是通過SIM卡控制的，是以IT團隊可以減輕許多管理Wi-Fi通路和安全性的麻煩。

比LoRa或Zigbee更好的性能

諸如LoRa或Zigbee之類的特定于IoT的無線技術通常使用應用程式層路由設計，這意味着IP網絡的某些靈活性和健壯性不可用。對于直接到IP的連接配接（例如使用CBRS 4G/5G啟用的連接配接），固件更新和服務更改之類的操作要容易得多。

寬帶電話和資料服務

物聯網不是CBRS的主要用例。提升建築物中手機性能的能力是主要的價值驅動力。物聯網成為了CBRS投資的一個附加項目，至少在這個階段是這樣。在将來啟用CBRS的建築物中，筆記本電腦和電視等其他裝置的Wi-Fi替代品可能會出現。

CBRS應用

對于CBRS來說，好的物聯網應用是那些需要大量帶寬并且可能不是電池供電的應用。如：

1）視訊監控或計算機視覺應用

2）實時控制 - 樓宇自動化、暖通空調

3）一鍵通話（Push-to-talk）- 安全、操作語音，如醫療保健領域的語音

4）由電源供電的傳感器 - 溫度，空氣品質

5）基于網關的物聯網 – 室内定位，傳感器與本地網關通信

室内定位示例

CBRS可能是未來校園物聯網解決方案中安全、高帶寬回程和遠端連接配接的潛在候選方案。與Wi-Fi相比，CBRS更具吸引力的是，它可以從單個接入點支援的範圍、對移動使用者的移動性支援以及支援大量流量的頻譜效率/容量。

對于高可靠性的用例，或者在複雜的IT系統和擁擠的無執照頻段使用所困擾的環境中（例如醫院），CBRS可以提供一種新的功能來安裝IoT解決方案。依賴于藍牙或超寬帶的室内定位系統通常具有高頻實時資料流要求，這對于基于Wi-Fi的回傳來說可能是一個挑戰。連接配接到CBRS IoT網關裝置的CBRS小型小區可以提供解決回程問題的新方法。

對于基于CBRS的IoT網絡，近期的挑戰是如何處理裝置管理（基于SIM的安全性和資源調配）以及具有CBRS功能的網關和傳感器的有限可用性。像Athonet這樣的公司正在努力解決由新的CBRS企業部署産生的軟體和編排問題。

潛在的障礙

特定國家

CBRS是僅存于美國的頻譜帶。然而，其他國家也在為未經許可的寬帶無線釋出公共頻譜。缺點是每個國家都需要專門的無線電硬體才能在某一波段工作。随着這些頻段的起飛，蜂窩子產品制造商很可能會将它們合并。一個“專用蜂窩（private cellular only）”子產品可能在未來幾年内上市。

許可證詳細資訊

CBRS是許可頻譜和非許可頻譜的混合體。通過拍賣可獲得150 MHz總頻段中的70 MHz，移動營運商很可能會消耗掉這些頻段。其餘的80 MHz可作為“一般可用性”使用。80 MHz仍然是進行私有蜂窩操作所需的大量頻譜。但是，就像2.4 GHz頻段的擁塞一樣，随着時間的流逝，CBRS GAA頻譜可能會得到越來越多的使用。

客戶可用性

對于一家正在尋找連接配接選項的物聯網公司來說，CBR應該受到關注，但它确實太新了，目前還不能依賴。除非應用非常有價值，否則僅為物聯網部署獨立CBRS網絡的成本可能是不合理的。等待客戶站點采用CBR可能是物聯網社群必須采用的政策。

CBRS是美國公共頻譜的一個令人興奮的飛躍。它将如何為企業和物聯網社群發揮将是非常有趣的。

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