引言

在Wi-Fi、藍(lán)牙等2.4 GHz技術(shù)主導(dǎo)短距離通信的今天，一種工作在更低頻段的無線技術(shù)正以其不可替代的優(yōu)勢(shì)，在廣闊的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域開辟出屬于自己的天地。Sub-1GHz（簡(jiǎn)稱Sub-G）無線模塊，正如一條暢通無阻的“城郊快速路”，以其遠(yuǎn)距離、低功耗的卓越特性，與擁擠如“城市中心高速公路”的2.4 GHz頻段形成鮮明對(duì)比，成為實(shí)現(xiàn)廣域物聯(lián)網(wǎng)連接的中堅(jiān)力量。

理解Sub-G模塊

Sub-G模塊，全稱Sub-1 GHz模塊，是一種工作在低于1 GHz免許可ISM頻段（如169 MHz、315 MHz、433 MHz、470 MHz、868 MHz、915 MHz、920 MHz等）的無線射頻模塊。

其技術(shù)優(yōu)勢(shì)根植于基礎(chǔ)物理學(xué)：頻率越低，無線電波的傳播損耗越小，繞射能力越強(qiáng)。這使Sub-G模塊能輕松實(shí)現(xiàn)公里級(jí)的通信距離和強(qiáng)大的穿墻透障能力，尤其適合部署在環(huán)境復(fù)雜、需要大規(guī)模覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

Sub-G模塊支持靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以適應(yīng)千變?nèi)f化的應(yīng)用場(chǎng)景。

星型拓?fù)洌核薪K端節(jié)點(diǎn)直接與中央網(wǎng)關(guān)或集中器通信。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗極低，是LoRaWAN和許多專有協(xié)議的首選，完美適配智能抄表、環(huán)境監(jiān)測(cè)等大規(guī)模應(yīng)用。

圖2 星型拓?fù)?/p>

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)洌簝蓚€(gè)設(shè)備間建立直接鏈路，方式簡(jiǎn)單直接，延遲低，常用于遠(yuǎn)程遙控與數(shù)據(jù)透?jìng)鳌?/p>

圖3 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)?/p>

網(wǎng)狀拓?fù)洌好總€(gè)節(jié)點(diǎn)都可充當(dāng)中繼，自動(dòng)組網(wǎng)并接力傳輸數(shù)據(jù)，能極大擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，適用于網(wǎng)關(guān)部署困難但需要廣覆蓋的區(qū)域。

圖4 網(wǎng)狀拓?fù)?/p>

核心RF技術(shù)與芯片

Sub-G模塊的實(shí)現(xiàn)依賴于其底層的芯片與通信協(xié)議，主要分為以下幾類：

LoRa（遠(yuǎn)距離無線電）

這是最具代表性的技術(shù)之一。它采用線性調(diào)頻擴(kuò)頻（CSS）技術(shù)，在極低功耗下實(shí)現(xiàn)了超遠(yuǎn)距離通信，并擁有極高的接收靈敏度，顯著提升了鏈路預(yù)算與抗干擾能力。

代表芯片：Semtech的SX1276、SX1262系列。

專有協(xié)議（私有協(xié)議）

芯片廠商提供基礎(chǔ)的射頻收發(fā)芯片，開發(fā)者可據(jù)此定制私有協(xié)議。這種方式成本可控、靈活性極高。

代表芯片：德州儀器（TI）的CC1310、CC1312R、CC1352R、CC1352P、CC1352P7、CC1354P10，Silicon Labs的Si446x系列。

信馳達(dá)模塊：CC1310 (RF-SM-1077B1/RF-SM-1077B2)、CC1312R(RF-SM-1277B1/RF-SM-1277B2)、CC1352R(RF-TI1352B1)、CC1352P(RF-TI1352P1)、CC1352P7(RF-TI1352P2)、CC1354P10(RF-TI1354P1)

Wi-SUN（無線智能泛在網(wǎng)絡(luò)）

這是一種基于IEEE 802.15.4g/標(biāo)準(zhǔn)的開放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以其強(qiáng)大的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)、自修復(fù)能力和高可擴(kuò)展性著稱。它非常適合需要大規(guī)模、高可靠性、且設(shè)備間需要頻繁通信的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施（AMI）和智能配電。

代表芯片：TI的CC1312R、CC1352R、CC1352P、CC1352P7、CC1354P10等系列芯片，具備+20 dBm的發(fā)射功率，是構(gòu)建Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)的理想硬件基礎(chǔ)。

信馳達(dá)模塊：CC1312R(RF-SM-1277B1/RF-SM-1277B2)、CC1352R(RF-TI1352B1)、CC1352P(RF-TI1352P1)、CC1352P7(RF-TI1352P2)、CC1354P10(RF-TI1354P1)

其他標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

包括Sigfox（超窄帶技術(shù)）、無線M-Bus（歐洲智能表計(jì)標(biāo)準(zhǔn)）、Z-Wave（智能家居協(xié)議）等，各自在特定應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

Sub-G模塊的核心特性

超遠(yuǎn)傳輸距離：在相同發(fā)射功率下，其通信距離遠(yuǎn)超2.4 GHz技術(shù)，輕松覆蓋數(shù)公里范圍。

強(qiáng)大的穿透與繞射能力：低頻信號(hào)能夠有效繞過或穿透建筑物、植被等障礙物，在復(fù)雜環(huán)境中表現(xiàn)穩(wěn)定。

超低功耗：許多協(xié)議專為電池供電優(yōu)化，結(jié)合深度休眠模式，可使設(shè)備續(xù)航長(zhǎng)達(dá)數(shù)年甚至十年以上。

強(qiáng)抗干擾能力：Sub-G頻段遠(yuǎn)離Wi-Fi、藍(lán)牙等擁擠頻段，環(huán)境噪聲小，通信鏈路非?？煽俊?/p>

大網(wǎng)絡(luò)容量：基于Sub-G等多種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，單個(gè)網(wǎng)關(guān)可連接上萬甚至十萬個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署。

卓越的互操作性（特指Wi-SUN等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議）：遵循全球統(tǒng)一開放標(biāo)準(zhǔn)，不同廠商設(shè)備可無縫接入同一網(wǎng)絡(luò)，打破生態(tài)壁壘。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

01智慧城市與公用事業(yè)

包括智能水/電/氣表計(jì)遠(yuǎn)程抄表、智能路燈控制、智慧停車及城市環(huán)境監(jiān)測(cè)，是Sub-G模塊最經(jīng)典的應(yīng)用領(lǐng)域。

02智能農(nóng)業(yè)與畜牧

實(shí)現(xiàn)大田土壤墑情監(jiān)測(cè)、氣象數(shù)據(jù)收集、智能灌溉控制及牲畜定位追蹤。

03工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）

在廣闊廠區(qū)或礦山中，用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、資產(chǎn)追蹤和管線安全監(jiān)測(cè)。

04智能家居與安防

為智能門鎖、門窗傳感器、煙霧報(bào)警器等設(shè)備提供全屋穩(wěn)定覆蓋，信號(hào)穿透性強(qiáng)。Z-Wave協(xié)議在海外智能家居中廣泛應(yīng)用。

信馳達(dá)Sub-G模塊解決方案

信馳達(dá)科技提供了一系列成熟穩(wěn)定的Sub-G模塊，其在硬件設(shè)計(jì)與集成方面的優(yōu)勢(shì)，極大地幫助客戶簡(jiǎn)化了產(chǎn)品開發(fā)流程。

表1 信馳達(dá)Sub-G模塊解決方案

豐富的封裝設(shè)計(jì)：信馳達(dá)模塊采用標(biāo)準(zhǔn)化的郵票半孔貼片式封裝，尺寸多樣，非常適用各種結(jié)構(gòu)的嵌入。這種一體化的SMD封裝便于利用自動(dòng)化貼片機(jī)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，有效提升生產(chǎn)效率并保證產(chǎn)品一致性。

靈活的天線選項(xiàng)：為適應(yīng)不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求，信馳達(dá)的Sub-G模塊提供了多樣的天線連接方式。對(duì)于需要內(nèi)置天線的設(shè)備，模塊上的PCB天線方便快捷，且降低成本。對(duì)于需要最佳射頻性能的應(yīng)用，模塊則配備標(biāo)準(zhǔn)的一代IPEX接口，便于輕松連接外置的棒狀天線或柔性天線，為工程師提供最大的設(shè)計(jì)靈活性。

即插即用的可靠性：選擇信馳達(dá)Sub-G模塊，意味著開發(fā)者無需投入高昂成本和精力進(jìn)行復(fù)雜的射頻電路設(shè)計(jì)，且部分模塊還具備了私有透?jìng)鲄f(xié)議。這些關(guān)鍵且耗時(shí)的步驟已在模塊端完成，確保了終端產(chǎn)品能夠快速推向市場(chǎng)，并具備出色的通信穩(wěn)定性和可靠性。

豐富的接口支持：Sub-G頻段遠(yuǎn)離Wi-Fi、藍(lán)牙等擁擠頻段，環(huán)境噪聲小，通信鏈路非?？煽?。

多協(xié)議兼容平臺(tái)：部分信馳達(dá)的Sub-G模塊支持2.4 GHz+Sub-G雙模并發(fā)工作，也可以支持Wi-SUN和私有協(xié)議等多種通信協(xié)議，同一硬件平臺(tái)可適應(yīng)不同的市場(chǎng)和應(yīng)用需求，也為產(chǎn)品未來升級(jí)和功能擴(kuò)展預(yù)留充足空間。

總結(jié)與展望

在物聯(lián)網(wǎng)連接需求日益多元化的當(dāng)下，Sub-G模塊憑借其在距離、功耗、穿透能力和成本上的綜合優(yōu)勢(shì)，已成為廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中不可或缺的一環(huán)。信馳達(dá)提供的多樣化、高性能模塊解決方案，正持續(xù)為開發(fā)者賦能，顯著降低研發(fā)門檻，推動(dòng)著“萬物互聯(lián)”的邊界不斷向更廣、更深處拓展。