為了連接他們的智能電表，公用事業(yè)公司正在從他們傳統(tǒng)使用的網(wǎng)狀技術(shù)（如帶有分布式接入點(diǎn)的Wi-SUN?）轉(zhuǎn)向3GPP標(biāo)準(zhǔn)化的4G和5G蜂窩。這是因?yàn)?G LTE模塊和芯片組的價(jià)格已經(jīng)大幅下降，因?yàn)長(zhǎng)TE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普遍可用，批量定價(jià)已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮作用。雖然Wi-SUN技術(shù)在過(guò)去可能是連接公用事業(yè)儀表的最佳選擇，但今天蜂窩的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顛覆了這種范式。它引入了一種新的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，其中蜂窩已成為連接智能公用事業(yè)電表的更好選擇：在成本、規(guī)模和效率方面都有更好的選擇。

成本

在4G的早期，LTE M2M模塊的成本約為100美元，并且只能從一個(gè)來(lái)源獲得。當(dāng)時(shí)，任何運(yùn)營(yíng)商都沒(méi)有無(wú)限的數(shù)據(jù)計(jì)劃，2G / 3G技術(shù)是出了名的耗電，需要大而昂貴的電池。使用網(wǎng)狀技術(shù)，如Wi-SUN，是因?yàn)樵摷夹g(shù)比蜂窩技術(shù)便宜。在數(shù)據(jù)計(jì)劃方面沒(méi)有問(wèn)題，并且可以針對(duì)特定的智能電表用例優(yōu)化電源使用。

隨著 LTE-M 的出現(xiàn)，LTE-M 由 3GPP 在第 13 版中定義，專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)的低功耗廣域網(wǎng) （LPWA） 網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建，格局已經(jīng)完全改變。如今，有十幾家公司正在開(kāi)發(fā)LTE-M芯片組，十幾家模塊制造商使用這些芯片組，并且主要運(yùn)營(yíng)商向物聯(lián)網(wǎng)公司（包括公用事業(yè)提供商和MNO / MVNO）提供了大量數(shù)據(jù)計(jì)劃，所有這些都致力于降低整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的成本。高效的LTE-M技術(shù)也解決了功耗問(wèn)題。

規(guī)模

雖然網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的擴(kuò)展能力有限，但LTE-M沒(méi)有這樣的限制，并且可以幾乎沒(méi)有限制地?cái)U(kuò)展;這種能力將在未來(lái)幾年繼續(xù)壓低價(jià)格。Mesh要求公用事業(yè)公司部署自己的網(wǎng)絡(luò)，并承擔(dān)維護(hù)和升級(jí)這些網(wǎng)絡(luò)的所有負(fù)擔(dān)，而不斷增加的成本推動(dòng)了總擁有成本的不斷上升。如今，LTE-M在美國(guó)的領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商AT&T，T-Mobile和Verizon的覆蓋率接近99%。公用事業(yè)公司不再需要建立和維護(hù)自己的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

效率

作為公用事業(yè)公司客戶(hù)的城市和其他市政當(dāng)局現(xiàn)在正在尋找更全面的智慧城市計(jì)劃，包括基礎(chǔ)設(shè)施、公共安全、交通、路燈、停車(chē)計(jì)時(shí)器等。這種演變?yōu)楣檬聵I(yè)公司創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，通過(guò)將服務(wù)從智能計(jì)量擴(kuò)展到智能城市服務(wù)，從客戶(hù)那里獲得更多收入?；〞r(shí)間開(kāi)發(fā)和擴(kuò)展業(yè)務(wù)并增加TAM（總可用市場(chǎng)），而不是花錢(qián)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施，模塊和軟件，使公用事業(yè)公司能夠在不斷擴(kuò)大的智慧城市市場(chǎng)中創(chuàng)造新的收入來(lái)源并提高效率。

君主SiP：智能電表的Sequans解決方案

Sequans與Skyworks一起為智能電表市場(chǎng)推出了一種名為Monarch SiP的解決方案，這是一種LTE-M連接模塊，專(zhuān)為公用事業(yè)儀表而開(kāi)發(fā)。特別是水表和燃?xì)獗恚捎谄渫ǔ毫雍透g性的環(huán)境，需要特定的包裝能力和非常高的可靠性。Monarch SiP將Sequans的Monarch LTE-M芯片組與Skyworks的通用無(wú)線電前端結(jié)合在世界上最小的封裝中，具有超低功耗，超高的可靠性和覆蓋范圍，從而形成了LTE-M連接解決方案，是水和燃?xì)庵悄茈姳淼睦硐脒x擇。

功耗

Sequans在谷底實(shí)現(xiàn)了1μA的超低功耗模式（PSM）功耗，是業(yè)界最低的，是最接近的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的三倍。這意味著，在測(cè)量?jī)x喚醒的eDRX模式下，例如每20分鐘喚醒一次，Sequans器件能夠以1μA電平休眠19分56秒（假設(shè)活動(dòng)時(shí)間為4秒）。這使得電表公司能夠大幅縮小電池尺寸，降低電池成本，同時(shí)提供更長(zhǎng)的電池壽命。由于許多水和燃?xì)獗眍A(yù)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)可以使用20年，因此它們傳統(tǒng)上攜帶了大而昂貴的電池。但是，使用 Monarch SiP，我們的許多客戶(hù)已經(jīng)能夠?qū)㈦姵爻叽鐪p小一半，在某些情況下甚至更多。

最近對(duì)Sequans模塊和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手模塊進(jìn)行了功耗比較（聲稱(chēng)最低時(shí)功耗為3μA）。在下圖中，上半部分顯示了Sequans的Monarch GM01Q模塊的功耗，底部顯示了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手模塊的功耗。結(jié)果顯示，Sequans器件的平均功耗為1.27μA，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的器件的平均功耗為20.4μA。 （注：Monarch GM01Q模塊和Monarch SiP模塊在性能和軟件上相同。

功耗比較也是使用間隔為5分鐘的eDRX周期進(jìn)行的。在下圖中，結(jié)果顯示Monarch GM01Q設(shè)備的功耗是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手設(shè)備的一半。即使增加了 eDRX 周期間隔（這種情況對(duì)于儀表和電池供電設(shè)備來(lái)說(shuō)并不少見(jiàn)），Monarch GM01Q 的功耗優(yōu)勢(shì)也被認(rèn)為比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的設(shè)備高出 75%。

可靠性

君主SiP是當(dāng)今市場(chǎng)上最可靠的解決方案之一。氣體含有硫，水會(huì)產(chǎn)生濕度，這兩者都會(huì)對(duì)屏蔽中含有銀的標(biāo)準(zhǔn)模塊產(chǎn)生不利影響。Monarch SiP 具有獨(dú)特的無(wú)銀特性，使其成為燃?xì)獗砗退戆惭b中惡劣環(huán)境的理想解決方案。Monarch SiP 可實(shí)現(xiàn)更低的腐蝕速率，可實(shí)現(xiàn) 20 年或更長(zhǎng)時(shí)間的長(zhǎng)期部署，減少上門(mén)服務(wù)。雖然計(jì)量公司確實(shí)可以設(shè)計(jì)和構(gòu)建自己的保護(hù)技術(shù)，以確保設(shè)備附近不會(huì)形成硫或濕度袋，但使用Monarch SiP消除了這種額外的費(fèi)用，然后公司可以將其用于研發(fā)或增值服務(wù)。此外，Monarch SiP可以購(gòu)買(mǎi)具有更高可靠性的封裝選項(xiàng)，其中某些引腳放置在戰(zhàn)略位置，以消除封裝翹曲或?qū)⒎庋b球配接到PCB的焊料松動(dòng)的潛在問(wèn)題。使用此套件使客戶(hù)能夠減少與振動(dòng)相關(guān)的問(wèn)題;與硬質(zhì)環(huán)氧樹(shù)脂材料的替代使用相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

覆蓋

覆蓋范圍是計(jì)量行業(yè)的一個(gè)重要考慮因素，因?yàn)閮x表不是移動(dòng)的，通常位于室內(nèi)深處，有時(shí)位于射頻信號(hào)可能衰減的小區(qū)邊緣。Monarch SiP使用23dBm的發(fā)射功率，減少了重復(fù)、重傳的需要，并且可以部分補(bǔ)償RF信號(hào)損失。重復(fù)和重傳要求系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處于喚醒狀態(tài)，從而縮短電池供電的燃?xì)獗砗退淼氖褂脡勖?。在某些情況下，在小區(qū)邊緣沒(méi)有23dBm功率的設(shè)備即使重復(fù)和重新傳輸也無(wú)法傳輸。Monarch SiP 具有 23dBm 的功率能力，可在深室內(nèi)、埋入式和小區(qū)邊緣實(shí)施中提供卓越的覆蓋范圍。

結(jié)論

與大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn) M2M 模塊相比，Monarch SiP 具有 8.8 mm x 10.8 mm x 0.95 mm 的小型尺寸、低功耗、高可靠性和具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格，非常適合部署在公用事業(yè)監(jiān)控應(yīng)用中。這些設(shè)備還通過(guò)了多家蜂窩運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)證，這使得SiP幾乎可以部署在任何地區(qū)。

審核編輯：郭婷