電子發燒友網報道（文/黃山明）在智能家居日漸盛行的當下，網絡連接已經成為智能家居的供氧通道，如果沒有網絡，這些家居的智能性將大打折扣，外界發出的信號也很難有效接收，同時也會錯過來自云端的OTA升級。大多數家庭中解決這一問題依靠的是Wi-Fi網絡，但隨著智能家居的發展，Wi-Fi的局限性開始讓蜂窩網絡大展拳腳。

蜂窩物聯網與智能家居

蜂窩網絡其實早已經應用在物聯網中，在物聯網中，很大一部分應用其實對數據速率要求并不高，但對于終端功耗、成本的要求較為苛刻，并且由于這些終端數量巨大且分布范圍廣，需要范圍寬廣的無線網絡提供完全覆蓋，如智能家居等，而蜂窩網絡便是一種解決方案。

蜂窩網絡也被稱為移動網絡，被分為模擬蜂窩網絡和數字蜂窩網絡，名字的緣由主要是由于網絡覆蓋的各通信基地臺的信號覆蓋呈現六邊形，形似蜂窩，因此被稱為蜂窩網絡。

不過目前的3G、4G技術成本上不滿足要求，2G雖然可以滿足部分業務需求，不過由于技術落后，并不是一個可長期發展的解決方案。

從技術角度來看，物聯網終端需要的是低速率、低帶寬、低成本、低功耗的解決方案，為了滿足這類應用的需求，3GPP制定了相應的Cat.1、Cat.0、NB-IoT等技術。包括如今5G技術的發展，也為了那些需要高速率傳輸的智能家居產品提供了相應的解決方案。

從市場來看，據工信部數據測算得出，截至2022年8月末，我國蜂窩物聯網終端用戶數量已經達到16.98億戶，實現了對16.78億移動電話用戶的歷史性反超，占據移動終端連接數的比重超過了50%。

在發展速度上，2017-2022年蜂窩物聯網終端用戶數年增長率達到了50.81%，遠遠超過了移動電話用戶數的增長。預計到2026年，蜂窩物聯網終端用戶規模將達到移動電話用戶的2倍左右。

從公開數據中顯示，隨著智能家居設備數量的增長，以及受到家庭能源管理系統及家庭自動化系統等技術發展的影響，蜂窩網絡開始在智能家居中盛行，2015年采用蜂窩技術連接的智能家居設備數量約為2010年的7倍。

據工信部數據顯示，在產業鏈各方共同努力下，中國持續引領全球移動物聯網發展，目前中國移動物聯網連接數占全球比例已經超過70%。

以Cat.1為例，這項從2008年被發布的協議在當時并未得到重視，但隨著LTE網絡部署的擴張，讓業內意識到，IoT時代下，需要無線連接的設備都將使用LTE網絡。而Cat.1也將顯著降低LTE芯片的成本和實現復雜度。因此，可以在包括M2M以及IoT等領域中發揮重要作用。

蜂窩網絡的實際應用

蜂窩網絡具有諸多優點，如高覆蓋與高可靠性，在戶外覆蓋率可以實現99%以上，并且基礎設施完善，可靠性高。并且運行了多年，其可信賴性同樣也很高，與其他通信技術相比，蜂窩技術在距離、覆蓋、穩定性等方面都有著一定優勢，可以形成互補。同時，運營商的資源整合能力也能夠給智能家居系統整合更多資源，提供更多的服務。

但當蜂窩網絡實際應用在智能家居上時，會發現有時候蜂窩信號往往達不到要求，因為房屋中的建筑材料、障礙物等，都會阻礙蜂窩信號的接收，可能會導致家庭中某些區域的信號微弱或者不存在。

這就需要使用到蜂窩增強器來解決信號弱的問題，這種產品類似于Wi-Fi增強器，技術原理也差不多，并且隨著蜂窩網絡在智能家居中應用得越來越普遍，對于蜂窩增強器的需求也將越來越旺盛。

目前在物聯網市場中應用的最廣泛的蜂窩網絡當屬NB-IoT，不過主要應用在水電、燃氣表計等能源控制上，對于真正的智能家居產品涉及并不多，因此主要能夠應用在智能家居上的通信技術集中在Cat.0、Cat.1以及5G。

從應用場景來看，由于Cat.1的下載速率可以達到10Mbps，可以滿足智能家居系統中視頻監控的需求，應用在智能攝像頭、智能貓眼、智能門鎖的場景都可以。并且Cat.1的室內外網絡覆蓋率達到99%以上，覆蓋能力比自組網更強，傳輸可靠性以及安全性更高。

除了視頻監控以外，還可以應用在智慧醫療領域，Cat.1的中速率足以支持語音助手，也能滿足移動監控數據的需求。尤其在許多老年人居住環境中，自組網較為困難，但蜂窩網絡仍然有覆蓋，這時候使用相關Cat.1的醫療監控設備是最佳的選擇。

Cat.0與Cat.1類似，不過其上行與下行速率僅為1Mbps，優點在于復雜度低，僅為Cat.1的50%，因此也應用在對視頻清晰度要求不高的家庭安防監控場景中，以及相關的可穿戴設備上。

而隨著5G技術的發展，對于那些高功耗、常供電的智能家居而言，5G可能會是一個更優的選擇。由于5G的大帶寬、高傳輸速率、更多的連接量，可以讓用戶在智能手機上更快地接受有關房屋狀況的更多數據。

目前國內從事無線網絡傳輸設備及器件的廠商也較多，如超訊通信、吉大通信、中科海訊、縱橫通信、艾利特電子、天河電子、芯訊通、晶禾電子等。

小結

蜂窩網絡可以作為非蜂窩網絡的有效補充，在智能家居場景中，相比Wi-Fi、ZigBee等，覆蓋率高、可靠性強、連接穩定，安全上也有保障。即便出現停電、斷網的情況，但由于基站屬于獨立供電，并且還擁有備用電源，只要智能家居仍然有電，便能夠通過蜂窩網絡進行控制。

且蜂窩網絡大多使用授權頻段，且為中心控制結構，在干擾、頻譜效率及服務質量上，都具有明顯優勢。