無線電幹擾如何影響物聯網系統?

導讀

幹擾並不總是由於網絡不同而引起。例如，您的WiFi網絡可能會干擾屬於鄰居的另一個WiFi網絡。這兩個網絡彼此看不見，並且彼此獨立通信。

By Sam Brown

物聯網產品使用多種不同的協議和技術，包括WiFi、藍牙、ZigBee、Lora等。一般而言，這些技術在電磁或射頻(RF)頻譜上的不同頻段運行。然而，許多無線技術(如藍牙、WiFi和ZigBee)佔用和運行在2.4GHz到2.5GHz的相同100MHz頻段。

與蜂窩網絡不同，利用這些協議的無線系統之間並不是真正的「交談」。換句話說，他們無法協調他們對RF頻譜的使用。結果，WiFi和藍牙信號或WiFi和ZigBee之間經常發生「衝突」。儘管這些衝突無法可視化，但是當網絡速度變慢時，您可以體驗到這種效果。當發生這種情況時，我們說網絡正在遇到無線電幹擾問題。

幹擾

幹擾並不總是由於網絡不同而引起。例如，您的WiFi網絡可能會干擾屬於鄰居的另一個WiFi網絡。這兩個網絡彼此看不見，並且彼此獨立通信。

同樣，在2.4GHz相同頻率範圍內運行的微波爐可能會干擾WiFi網絡。許多專有產品具有獨特的非標準波形，這些波形在非授權頻段中很難識別。這些也是潛在的射頻幹擾源。其他幹擾源例如是設備故障和電纜斷裂。

這些幹擾源和事件中的許多問題是，它們是不可預測的，因此往往無法解決。可以肯定的是，由於在無執照頻段上操作的價格便宜，因此有更多的無線產品已在此處開發。因此，射頻幹擾的可能性比許可頻段高得多。

因此，正如我們所看到的，幹預的機會很多。不幸的是，沒有簡單的方法來解決無線電幹擾。許多接入點供應商會告訴您切換頻道，直到找到最合適的頻道。但這不是永久性的解決方案，因為明天其他鄰居可能會安裝新的接入點。否則有人可能會在您剛切換到的頻道中開始操作無繩電話。最終，您用完了要切換到的頻道選項。

物聯網系統的敏感性

關於物聯網網絡中幹擾的影響，已有許多學術和研究論文。不用說，影響是巨大的。想像一下一個由嵌入式WiFi模塊和晶片組構建並在現場部署的IoT系統。部署後，您可能無權訪問IoT模塊。幹擾問題很難遠程檢測和診斷。同樣，在遇到幹擾時，很難遠程操作，即使不是不可能，也要遵循供應商的建議更改頻道，而又不會從現場召回產品。

此外，當物聯網設備由於幹擾問題而無法相互通信時，它們會嘗試反覆進行一次又一次。多次嘗試會消耗設備中的電池壽命，在這些設備中，應將電池消耗保持在最低水平，以在現場保持較長的使用壽命。接下來，考慮在關鍵任務醫療環境中部署IoT–無法通信將是災難性的。

有什麼解決方案？

一種解決方案是僅在射頻環境規劃和協調良好的蜂窩頻段中使用物聯網系統。蜂窩系統不會受到幹擾--當它們受到幹擾時，這是因為有人使用了未經授權的設備，將射頻「洩露」到了許可的頻段。這種情況雖然在上升，但並不常見。然而，這類系統比在無牌頻段部署的系統更昂貴。

第二種解決方案是使用頻率間隔很好的物聯網系統。例如，不要構建或使用依賴於工作在2.4GHz的WiFi和藍牙系統的系統。取而代之的是，使用只使用5GHz頻段的WiFi系統。雖然這不能減輕來自網絡外部的幹擾，但至少可以將自我幹擾降到最低。

預計5G的使用將極大地惠及物聯網，原因有幾個。從幹擾的角度來看，將有大量授權頻譜可用於物聯網產品和應用。比以往任何時候都更容易避免射頻幹擾，同時允許多個設備同時運行且無衝突。（ 編譯/Cassie ）

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