互聯網行業發展到今天，人們生活的便利度已經被極大的提高。在家有Wi-Fi，出門有4G，定位有GPS等等，似乎網絡已經成為繼衣食住行之后的又一重要組成部分，覆蓋生活的方方面面，但在萬物互聯時代，網絡連接技術需要進一步迭代。

物聯網架構一般被分為感知層、網絡層、平臺層和應用層，其中網絡層處于物聯網生態系統的樞紐位置，在物聯網設備連接方面扮演著舉足輕重的作用。物聯網的最終目標仍然是服務于人，因此，具有更高便攜性的無線網絡連接技術得到了更廣泛的關注。在互聯網時代已經發展出一大批無線網絡技術，面向萬物互聯，無線網絡連接技術得到了更好的發展。

目前，無線網絡連接技術按照傳輸距離遠近可分為短距離無線連接技術和長距離無線連接技術。下面分別列舉了各自的5種主要技術，包括藍牙，Wi-Fi，NFC，ZigBee，UWB以及GPRS，5G，NB-IoT，LoRa，全球衛星導航系統等。

短距離無線連接

藍牙

藍牙（ Bluetooth）是一種無線技術標準，可實現固定設備、移動設備和樓宇個人域網之間的短距離數據交換（使用2.4—2.485 GHz的ISM波段的UHF無線電波）。藍牙可連接多個設備，克服了數據同步的難題。從音頻傳輸、圖文傳輸、視頻傳輸，再到以低功耗為主打的物聯網傳輸，藍牙應用的場景也越來越廣。

前兩代藍牙技術都是技術的塑形階段，將藍牙技術發展成為一種可靠、安全、實用的傳輸通信技術。隨著3G時代的到來，藍牙技術也邁入高速率傳輸的第三代。第三代藍牙技術傳輸速率高達24Mbps，核心是使用AMP技術，允許藍牙協議棧針對任一任務動態地選擇正確射頻。僅僅一年之后，藍牙就進入了4.0時代，第四代藍牙技術是迄今為止第一個藍牙綜合協議規范，將藍牙的傳輸距離提升至100米以上，響應速度更快，最短可在 3 毫秒內完成連接設置并開始傳輸數據，并在傳輸速率、隱私保護以及可拓展性方面進行了極大提升，極大提高了技術價值。

2016年，伴隨著物聯網的風口，藍牙技術更新至5.0。藍牙 5.0 在低功耗模式下具備更快更遠的傳輸能力，傳輸速率是上代技術的兩倍（速度上限為2Mbps），有效傳輸距離是上代技術的四倍（理論上可達 300 米），數據包容量更是上代技術的八倍。同時，為了更好的服務物聯網，藍牙技術發展了一套Mesh網狀網絡，有別于傳統的藍牙連接的“一對一”配對，Mesh網絡能夠使設備實現“多對多”的關系。因此，Mesh網絡可以分布在制造工廠、辦公樓、購物中心、商業園區以及更廣的場景中，為照明設備、工業自動化設備、安防攝像機、煙霧探測器和環境傳感器提供更穩定的控制方案。

隨著藍牙5.0技術的出現和藍牙Mesh技術的成熟，大大降低了設備之間長距離、多設備通訊的門檻，為未來的 IoT 帶來了更大的想象空間。

Wi-Fi

Wi-Fi技術已經越來越成為目前生活中的標配，不只是手機、電腦等，越來越多的物聯網設備也支持Wi-Fi。我們目前所使用的Wi-Fi標準是最早于1997年發布的802.11b演變而來，802.11b的速率僅為2Mbps，1999年提出的802.11g將速率提升至11Mbps。目前最新的802.11ax理論最大速率10Gbps左右。

Wi-Fi有兩種組網結構：一對多（Infrastructure模式），和點對點（Ad-hoc模式，也叫IBSS模式）。最常用的Wi-Fi是一對多結構的，例如日常使用的無線路由器是路由器+AP（接入點），可接入多個設備。此外Wi-Fi還可實現點對點結構，比如兩個筆記本可以用Wi-Fi直接連接起來不經過無線路由器。

傳統的Wi-Fi使用2.4G頻段，隨著使用2.4Ghz頻段的設備越來越多，相互之間干擾增強，因此第五代Wi-Fi技術研制了運行在5GHz以上的高頻段。理論上5G頻段相較2.4G速率更快，但兩者各有優缺點，2.4G穿墻衰減更少，傳播距離更遠，但使用設備多，干擾大；5G網速更穩定，速率更高，但穿墻等衰減大，覆蓋距離小。

標準WiFi(基于802.11a/b/g/n/ac)通常不是物聯網的最佳技術，但由于Wi-Fi技術目前應用的廣泛性，某些物聯網應用可以利用已安裝的標準WiFi，在室內或校園環境投入使用。基于802.11ah的WiFi HaLow是專為物聯網而設計，但它需要獨立(與標準WiFi相比)基礎設施和專用客戶端，復雜度相對較高。目前最新提出的802.11ax已經能夠滿足大多數物聯設備的使用，但在以后的物聯網中是否采用802.11ax，仍將取決于802.11ax客戶端的成本以及客戶端和AP進入市場的速度。

NFC

NFC，Near-field communication，中文常翻譯為近場通信。NFC是一種短距高頻的無線電技術，屬于RFID技術的一種，工作頻率在13.56MHz，有效工作距離在20cm以內。其傳輸速度有106Kb/s、212Kb/s或者424Kb/s三種。通過卡、讀卡器以及點對點三種業務模式進行數據讀取與交換。

NFC最早是于2002年提出，并廣泛應用于公交卡、門禁卡等領域。一直默默無聞的NFC技術直到物聯網時代的到來而重新煥發生機。

NFC技術被廣泛應用于支付場景

NFC技術存在很多優點，例如通信保密性好、無功耗、方案的成本較低等，尤其NFC能夠通過簡單的碰觸瞬間完成連接。在整合至IoT設備中之后，可以通過物聯網系統收集與用戶有關的習慣和使用方式等數據，之后再提供給云端或大數據服務器作數據分析，提高用戶生活素質。未來在智能家居、支付以及智慧城市等領域將得到更廣泛的應用。但NFC的通信距離短，通信速率低等也是它的缺點，限制了NFC只適合特定的某些物聯網應用。

ZigBee

ZigBee是一種可工作在2．4GHz（全球流行）、868MHz（歐洲流行）和915 MHz（美國流行）3個頻段上的無線連接技術，分別具有最高250kbit／s、20kbit／s和40kbit／s的傳輸速率，它的傳輸距離在10—75m的范圍內，但可以繼續增加。

在組網性能上，ZigBee可以構造為星形網絡或者點對點對等網絡，在每一個ZigBee組成的無線網絡中，連接地址碼分為16b短地址或者64b長地址，可容納的最大設備個數分別為216和264個，具有較大的網絡容量。

在無線通信技術上，采用CSMA－CA方式，有效地避免了無線電載波之間的沖突，此外，為保證傳輸數據的可靠性，建立了完整的應答通信協議。

另外，ZigBee設備具有低功耗，數據傳輸速率低，兼容性高以及實現成本低等特點，現已發展至3.0版本，廣泛應用于智能家居、智慧醫療、智能樓宇以及能源等領域。

超寬帶（UWB）

超寬帶技術是近年來新興的一項全新的、與傳統通信技術有極大差異的通信無線新技術。它不需要使用傳統通信體制中的載波，而是通過發送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來傳輸數據，從而具有3.1～10.6GHz量級的帶寬。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，UWB能在10米左右的范圍內實現數百Mbit/s至數Gbit/s的數據傳輸速率。

除了高傳輸速率外，UWB技術還有發射功率較低，穿透能力較強，抗干擾性能強等優點，在室內定位領域可得到了較為精確的結果，廣泛應用于小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達和圖像系統中。除此之外，這種新技術適用于對速率要求非常高（大于100 Mb/s）的LANs或PANs。

長距離無線連接

GPRS

GPRS是通用分組無線電服務(General Packet Radio Service)的縮寫，是終端和通信基站之間的一種遠程通信技術。

GPRS可以說是GSM的延續，它以封包的方式來傳輸數據，不獨占頻道，因此可以較好利用GSM上空閑的頻道資源。GPRS的傳輸速率可達到56~114Kbps。用戶通過使用該項數據業務可以連接到電信運營商的通信基站，進而連接到互聯網，獲取互聯網信息。

GPRS具有充分利用現有的網絡、傳輸速率高、資費較合理、資源利用率高、始終在線等特點。目前廣泛應用于環境監測、自動抄表、電力公司輸電線路檢測、車聯網、工程建筑質量監理、智慧農業等幾乎所有戶外移動物聯網應用場景。

5G

近年來，5G的發展總是引人側目，華為等公司在5G方面的發展也是日新月異，預計不久之后，5G將會遍布在我們生活的方方面面。在國際電聯無線電通信組2015年對5G的定義中，更是將海量連接物聯網業務mMTC寫為未來5G三大類應用場景之一。

與4G相比，5G的提升是全方面的，5G具有更高帶寬、更低時延、更海量的接入能力，可滿足物聯網領域諸多需求。5G的峰值理論傳輸速度可達每秒數10Gb，比4G快百倍，可強化物與物之間的鏈接，擴大移動網絡在各垂直行業的物聯網應用。

正如很多人所說，5G為物聯網而來。5G網絡的速度與接入能力更加強大，能夠真正實現萬物相連，不僅僅是智慧城市，在人工智能，自動駕駛，遠程手術等各個方面都將因5G而更加智慧，萬物互聯也會因5G而普及。

NB-IoT

NB－IoT是指窄帶物聯網（Narrow Band－Internet of Things）技術，是一種聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWAN）物聯網（IoT）市場的新興技術，在全球范圍內取得了廣泛應用。

NB－IoT構建于蜂窩網絡，使用License頻段，只消耗大約180KHz的帶寬，可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，降低了部署成本、實現平滑升級。

NB－IoT具有覆蓋廣、連接多、速率快、成本低、功耗低、架構優等特點。普遍來看，一個NB-IOT基站可以覆蓋10km的范圍，相較于GPRS基站提升了20dB的增益，能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方。

目前，NB－IoT已廣泛應用于遠程抄表、資產跟蹤、智能停車、智慧農業等領域，越來越受到市場的關注，但是，NB－IoT仍然有許多不足。NB－IoT的部署頻率必須是授權的，需由運營商花錢部署，另外，模塊成本仍然較高，雖然近期模組價格已經壓低至20元以下，但距離市場爆發式增長所需的低成本仍有一段路。

LoRa

LoRa是指遠距離無線電（Long Range Radio）技術。在相同功耗條件下，LoRa是傳統的無線射頻通信距離的3-5倍，實現了低功耗和遠距離的統一。

LoRa主要在全球免費頻段運行（即非授權頻段），包括433、868、915 MHz等。具有低功耗、高敏感度、容量大等優點。相較NB-IoT，LoRa的綜合成本（網關、模組、運營成本等）并不算高，并且LoRa靈活的特性可以更方便地讓企業能夠基于LoRa連接技術做系統集成，為用戶提供完整的解決方案，這不僅更符合用戶需求，對于LoRa企業而言，也能帶來更多的商業附加價值。

不僅在表計領域，LoRa在非表計領域的應用也得到了突破性的發展，包括智能樓宇、智慧城市、路燈、農業等都有很多成功應用的案例。當前，LoRa在國內每年部署的節點已超過1000萬個，在北京、深圳、廣州、杭州等城市均有城市級的LoRa網絡覆蓋。

全球衛星導航系統

全球有四大衛星導航系統：中國北斗導航系統、美國GPS、俄羅斯GLONASS系統和歐盟的伽利略衛星導航系統。其中，最早投入使用的、商業化最成功的是美國GPS，我國北斗系統經過多年不懈發展，也已經達到先進水平。以北斗為例，隨著北斗衛星的組網完成、地面北斗網絡的建設，北斗導航系統可以將定位精度提高到厘米甚至毫米級。

北斗系統具有時延低、功耗低、成本低、覆蓋廣等特點，在萬物互聯時代具有重要意義，目前已經廣泛應用于安防、智慧城市、智能停車、智能家居、物流運輸、政府執法、港口指揮調度、鐵路智能巡檢，智能表計等領域。