在天然氣產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中，燃氣企業(yè)在生產(chǎn)安全、簡化運營、提高效率方面等對公用設(shè)施的要求日益提高，傳統(tǒng)燃氣設(shè)施已步入技術(shù)更新和產(chǎn)業(yè)升級的軌道，技術(shù)工程師開始新老更替，單純經(jīng)營基表的企業(yè)面臨挑戰(zhàn)。

新一代智慧燃氣產(chǎn)業(yè)的驅(qū)動力是掌握信息技術(shù)的能力。隨著科技進步，智能表計的體積更小，功能更豐富，數(shù)字化能力更強，這也使下一代智能燃氣器具生產(chǎn)的相關(guān)企業(yè)必將著眼于通信網(wǎng)絡(luò)的力量，為公司提供競爭優(yōu)勢。

同時，每個燃氣公司在選擇網(wǎng)絡(luò)時都必須考慮其具體需求和優(yōu)先級。所以接下來小編給大家介紹下Weightless物聯(lián)專網(wǎng)在智慧燃氣的應(yīng)用。

Weightless是什么？

目前，低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）跟隨著物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展，提出了大量創(chuàng)新的技術(shù)方案，例如：NB-IoT、LoRa、SigFox、Weightless、RPMA、Qowisio、N-Wave、Telensa、DART等等。其中，Weightless是低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）領(lǐng)域里，重要的全球性技術(shù)標準之一。

Weightless技術(shù)基于全球開放標準，從底層技術(shù)設(shè)計，通過利用蜂窩技術(shù)的成熟概念以及強大的定制MAC和PHY層，以低成本，低復(fù)雜性的價格帶來運營商級性能。Weightless支持授權(quán)頻譜和開放頻譜，滿足各頻段強制性的無線電性能要求，確保在許可頻段內(nèi)良好的共存，而無需任何協(xié)議變更。在所有頻譜（Sub-1GHz頻段）中，Weightless均可提供工業(yè)級可靠性。

按“Mobile Expert LCC”于2016年發(fā)布的 “LPWA技術(shù)與經(jīng)濟分析報告”中的總結(jié)，“Weightless提供與GERAN和3GPP路徑相同的蜂窩IOT技術(shù)，并在窄帶頻譜和低速率應(yīng)用上進行了優(yōu)化”；“Weightless同時兼顧了覆蓋、容量、以及其他LPWA標準沒有的功能。在技術(shù)范疇中，Weightless是與3GPP技術(shù)最為接近的LPWA標準”。

對于許多公共事業(yè)應(yīng)用來說，Weightless協(xié)議是最理想AMI專用物聯(lián)通信網(wǎng)絡(luò)的選擇。支持10年電池壽命，低成本的無線通信，可以監(jiān)控廣泛的基礎(chǔ)設(shè)施。通過專門針對M2M的設(shè)計，可以實現(xiàn)非常高的可用性。

Weightless根據(jù)行業(yè)應(yīng)用要求設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)方案

在早期的文章《走出物聯(lián)網(wǎng)迷思》中，作者曾描述過對于行業(yè)應(yīng)用客戶而言，專用的物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)具有很強的市場驅(qū)動力，匯總?cè)缦聢D。那么本文希望從用戶視角和需求層面，討論智能燃氣等行業(yè)應(yīng)用客戶對物聯(lián)通信專網(wǎng)的技術(shù)要求，以及與Weightless技術(shù)的映射。

智慧燃氣對數(shù)據(jù)安全的要求

AMI系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全是行業(yè)客戶關(guān)注的首要重點，其中包括生產(chǎn)安全和數(shù)據(jù)價值安全。第一，“數(shù)據(jù)價值安全”，更多的是偏重于數(shù)據(jù)的加密屬性，以及數(shù)據(jù)接入權(quán)限的管理。第二，對于無線通信而言，“生產(chǎn)安全”涉及到通信的可靠性，對多樣化、專業(yè)化行業(yè)應(yīng)用的支持能力。在生產(chǎn)安全方面，專用物聯(lián)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢是明顯的。

數(shù)據(jù)的透傳，最能保證客戶數(shù)據(jù)的價值安全

第一，Weightless是真正的開放標準，支持專網(wǎng)專用

Weightless技術(shù)是從物理層，底層技術(shù)的基礎(chǔ)上進行設(shè)計的，是真正的完全開放的標準。Weightless的公用事業(yè)專網(wǎng)方案，實現(xiàn)專網(wǎng)專用，將專網(wǎng)的智能傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)與公網(wǎng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)物理分離。“南向通信”-無線鏈路直達表計；“北向通信”-數(shù)據(jù)直接透傳至用戶的應(yīng)用平臺。中間不經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，直接將智能表計的數(shù)據(jù)透傳至用戶的應(yīng)用平臺，最能保證客戶數(shù)據(jù)的價值安全。

第二，Weightless采用先進的數(shù)據(jù)安全性設(shè)計

終端和網(wǎng)絡(luò)采用AES-128/256加密和認證，保證了數(shù)據(jù)完整性。終端通過臨時設(shè)備標識符的分配，為最大的安全性和隱私提供了匿名性方案。OTA（Secure Over-the-Air）安全密鑰協(xié)商，周期性密鑰更新，最小密鑰長度為128位，是面向未來的密碼協(xié)商方案，保護了對網(wǎng)絡(luò)安全性的長期投資。

另外，Weightless充分借鑒的蜂窩組網(wǎng)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢，將控制信道，業(yè)務(wù)信道，隨機接入信道區(qū)分開，并可以靈活配置。而且終端在網(wǎng)絡(luò)注冊后采用臨時標識符運行。這樣Weightless在防范網(wǎng)絡(luò)攻擊方面，具有天然的優(yōu)勢，避免了網(wǎng)絡(luò)惡意攻擊的風險。

工業(yè)級要求的物聯(lián)專網(wǎng)保障數(shù)據(jù)可靠性

Weightless可以根據(jù)客戶應(yīng)用的需要，支持全部確認傳輸，或者采用非確認的傳輸，靈活配置。其他的LPWAN技術(shù)提供的下行鏈路功能僅限于很小比例的傳輸，這意味著可靠性和QoS會受到影響。

Weightless具備完全的雙向通信能力，支持網(wǎng)絡(luò)側(cè)始發(fā)和設(shè)備側(cè)始發(fā)通信，并且在上行鏈路和下行鏈路均具有無線尋呼能力。支持確認和非確認的單播和多播通信。提供靈活的確認調(diào)度方案，包括延遲和組合確認方式，來提高資源使用率。

Weightless提供靈活的信道分配，通過在大規(guī)模部署中實現(xiàn)頻率復(fù)用，進一步增強網(wǎng)絡(luò)容量，自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率從200bps到100kbps允許最佳的無線資源使用率以最大化容量。

Weightless從底層技術(shù)設(shè)計，通過利用蜂窩技術(shù)的成熟概念以及強大的定制MAC和PHY層，Weightless以低成本，低復(fù)雜性的價格帶來運營商級性能。Weightless支持授權(quán)頻譜和開放頻譜，滿足各頻段強制性的無線電性能要求，確保在許可頻段內(nèi)良好的共存，而無需任何協(xié)議變更。在所有頻譜（Sub-1GHz頻段）中，Weightless均可提供工業(yè)級可靠性。

以較低的基礎(chǔ)設(shè)施投資，部署連續(xù)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)

Weightless技術(shù)是從物理層開始設(shè)計的，完全開放的標準，可以支持sub-1GHz以下的全部頻譜，可以同時在行業(yè)客戶的專用頻譜和ISM開放頻譜上，提供優(yōu)異的覆蓋半徑能力。采用專用頻譜的無線通信系統(tǒng)，按照無線電管理規(guī)范要求發(fā)射無線電信號，系統(tǒng)干擾受到保護，比公共頻譜具有更強的覆蓋能力。因此，專用頻譜的無線基站數(shù)量大大減少，這樣可以支持系統(tǒng)生命周期內(nèi)，以較低的基礎(chǔ)設(shè)施投資，部署連續(xù)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)。

Weightless采用擴頻技術(shù)和前向糾錯編碼（FEC），提高超遠距離覆蓋和室內(nèi)深度覆蓋能力。支持頻分復(fù)用方式，通過異頻和跳頻組網(wǎng)，降低全網(wǎng)整體干擾水平，提高覆蓋距離。基于時間同步的無線組網(wǎng)，實現(xiàn)高效的無線資源調(diào)度，避免終端競爭通信的碰撞問題，大幅提高系統(tǒng)容量。在環(huán)境復(fù)雜或具有挑戰(zhàn)性的密集城市地區(qū)，支持>2公里的覆蓋半徑，單基站支持>2萬終端的連接，可以更好地控制投資成本，同時獲得系統(tǒng)的最大可靠性和性能優(yōu)勢。

充分利用和激活現(xiàn)有資源

很多行業(yè)客戶具有比較豐富的資源來支撐專用物聯(lián)網(wǎng)通信，例如無線頻譜資源，鐵塔資源等。這些資源具有以下特點：

與行業(yè)應(yīng)用業(yè)務(wù)運營吻合度高；

資源分布相對分散；

不同行業(yè)具有差異化。

行業(yè)客戶期望將現(xiàn)有的資源充分利用并激活，或者提高其利用的效率，降低智能燃氣整體建設(shè)成本。

以無線頻譜資源為例，規(guī)劃了業(yè)務(wù)運營的頻率資源。但是，不同的地區(qū)，不同客戶，不同行業(yè)的頻率分配位置不同，技術(shù)要求也不同；而且燃氣企業(yè)的頻率資源量相對較少，多為窄帶頻譜。

因此，Weightless技術(shù)在設(shè)計時，充分考慮到了行業(yè)客戶的特點，從物理層，底層技術(shù)的基礎(chǔ)上進行設(shè)計。可以靈活適應(yīng)客戶的頻率要求，真正完全支持Sbu-1GHz的頻譜，支持授權(quán)頻譜和開放頻譜，滿足各頻段強制性的無線電性能要求，確保在許可頻段內(nèi)良好的共存。

Weightless基于TDD（時分復(fù)用）模式，可以實現(xiàn)窄帶頻譜上的單頻組網(wǎng)。這點是相對FDD模式很大的優(yōu)勢，不需要申請成對的上下行頻率，大大提高部署的靈活性。相比，目前其他Sub-1GHz頻段的LPWAN技術(shù)大都采用上下行鏈路占用不同頻率的方式，并且需要在上下行頻點間保證一定帶寬的隔離。