正如上篇文章中所提到一樣，在選擇物聯網連接技術時，需要以應用案例為出發點，然后結合技術本身以及市場因素做出決策。本系列文章試圖探討一種成功的LPWAN技術應該具備怎樣的特性。上次我們探討的是網絡承受能力，這一次探討的是QoS。

　　還記得我將所有的網絡技術分成三大類嗎？一類是LAN/PAN，另一類是3GPP，還有就是正在快速發展的LPWAN。任何一項技術都無法做到適合于所有的產品或者應用場景，在做選擇的時候難免遇到各種困惑，希望我提出的意見于你是有價值的。

　　當人們討論QoS的時候，通常指的是網絡的一種安全機制， 用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術。

　　其實許多人都知道，談到QoS就會涉及到權衡利弊的問題，比如：網絡擁塞通常會導致消息延遲的問題，簡單的放大網絡規模確實讓QoS得到了改善，但是成本相對較高。網絡擁塞的時候，短暫的延遲讓設備處在空閑模式下的時間變得很短，這就會造成電池壽命相應的縮短。如果只為提高QoS而專門設計一張網絡就如同為應急車輛額外修建一條高速公路一樣，目的是達到了但是代價也很大。

　　最好的解決方法就是建立一個能夠根據需要靈活改變QoS的系統，正如現實生活中的道路系統一樣，在交通擁堵的情況下普通的車輛要為應急車輛讓行。當然，提高QoS所能帶來的改善有一定的限度，即使在很高的QoS下，也幾乎沒有一個系統可以百分百保證所有的消息都能在最短的時間內被成功發送。因此，這也只是一種理想的狀態，在可能遇到的特殊情況下盡量做到更好而已。

　　想要提高QoS，難道一定要在授權頻譜上？

　　或許有人會說，只有基于授權頻譜的網絡才能提供可靠的QoS。其實不然，雖然在非授權頻譜上干擾難以控制，甚至可能通過操作員也無法完全保證提供所需要的保障，但無論如何這只是一種假設。所有的關鍵因素都可控時，確實能夠提供更好的服務，但兩者之間不屬于充分必要的關系。其實這一點與快遞公司的運營是類似的，它們之所以能夠實現包裹不囤積，一定程度上得益于有一個共享系統，借助這個系統他們可以預見包裹的數量，數量過大的話就會采取相應的措施以緩和這種情況。其實，在非授權頻譜中，情況也是如此。所以說，根據以往的經驗中來看，在授權頻譜上提供高水平的QoS并不是首要條件。

　　只有經常會發生突發狀況的案例中才對QoS要求比較高，對于一些監控設備來說，它們只發送一些常規消息，因此對QoS的要求并不是很高。當數據直接來源于聯網設備時，就會需要一種快速并且穩定可靠的隨機訪問機制，在這種情況下，最好能夠為突發的隨機訪問事先做好一個預備方案。有些設備需要長期被監控著，這就意味著電池耗能不可避免的增加了，但是允許設備自主確定一個最佳的空閑時間段，那么或許也可以降低對其他網絡的影響。

　　當然了，除了頻譜以外還會有其他的因素也可能造成干擾，比如說網絡攻擊或者惡劣的條件，此類事故可以觸發所有終端從而引起網絡堵塞。在物聯網網絡中，一次意外停電或許就會引發一個城市里面所有的智能電表同時發送“停電”警報，這時候很容易就會發生網絡擁塞，在克服這種擁塞之前消息是無法通過網絡進行傳輸的，除非重新啟動。因此需要有一個良好的解決方案，可以有效地、迅速地處理大量的突發警報消息用以確保網絡保持穩定。最終，高水平QoS的設計將會演變成對于智能電網的設計。

　　何為高水平QoS網絡？

　　將LPWAN技術分為三類：僅上行通信、以上行通信為主特殊情況下也可下行通信和全雙工通信。很快我們將會明白，為什么提高QoS需要從根本上改變技術的下行通信能力。簡而言之，除非只有上行通信，否則QoS都會受到影響。在之前的文章中，我已經提出過在評價某種網絡技術時，底層技術和調制方案才是核心因素。毫不意外，這一邏輯也適用于此。

　　全雙工通信與QoS，并不是所謂的魚和熊掌！

　　超窄帶調制方式支持全雙工通信，Telensa公司的超窄帶解決方案就是一個例子，該解決方案能提供高水平的QoS。但是由于底層的特性與整個調制方式融合在一起，因此并不能作為獨立的部分被擰出來。

　　那么，擴頻技術是否有益于QoS呢？其實，寬帶調制方式也支持全雙工通信，最初的Weightless-W技術就是一個例子。但是，其他的寬帶解決方案卻不是，令人驚訝的是，一種廣為人知的LPWAN技術居然也聲稱自己支持全雙工通信。再說說Weightless-P，該技術是一種工業物聯網技術，支持全雙工通信。同時，Weightless-P還支持已經認證或者非認證情況下的單一傳播和多路傳播，不僅為資源配置提供一個靈活的認證機制，還能在上行和下行的情況下為來自于網絡或者設備的消息提供分頁能力及降低時延。它使網絡更加高速，并且擁有正向糾錯、自動請求重傳、自適應信道編碼、切換、漫游等能力。當然，真正的雙向通信能力應該還要支持無線固件升級和重大安全協調或更換。

　　最后說說NB-IoT吧，該技術將會運行在高帶寬、授權頻譜上，在不需要很嚴格管理控制的情況下依然能夠保證較高的QoS。就性能來說，這是非常完美的，但是我在第一篇文章《LPWAN技術眾多，最終誰將推開這個市場的大門？》中就已經提到，NB-IoT商業化部署的路還很漫長，并且還可能面臨能源消耗溢價及成本方面的問題。