當災難來襲時，可靠的通信至關重要。應急響應人員需要能夠交換信息以協調他們的響應。政府當局需要能夠管理關鍵基礎設施。電力公司需要能夠控制電網。隨著智能城市、智能電網和智能公用事業網絡中連接的重要性日益增加，彈性蜂窩連接只會隨著時間的推移變得更加緊迫——不僅是在發生災難時，而且只是為了保持關鍵基礎設施的正常運行和可靠運行日復一日。

例如，在歐洲，用于控制電網組件和所有其他關鍵基礎設施的通信網絡被強制要求在發生電源故障時至少 24 小時保持運行——遠遠超出大多數商業蜂窩網絡的運行時間。網絡可以提供。該地區的能源行業游說并最終贏得了解決方案：LTE450 ，它為 3GPP 第 16 版中使用語音通信、標準 LTE 和LTE-的低功率廣域 （LPWA） LTE 通信帶來了對 450 MHz 頻段的特權訪問M和NB-IoT。

在世界各地，國家當局正在向移動網絡運營商拍賣 400 MHz 左右的頻段，特別是 31、72、73、87 和 88 頻段，以啟用基于 LTE 或基于 LTE 的公共或專用蜂窩網絡進行關鍵通信LTE 正在取代的傳統 CDMA 技術。荷蘭、波蘭、愛爾蘭、捷克共和國和愛沙尼亞、幾個南美國家、南非和中東都是早期采用者。更多的歐洲國家可能會效仿。

450 MHz 頻段的優勢

450 MHz 頻段的一個關鍵區別在于其長距離。大多數商用 LTE 頻段位于 1 GHz 以上的某個地方。新興的 5G 網絡最北可達 39 GHz。高頻提供更高的數據速率，例如，可以將高分辨率視頻同時流式傳輸到任意數量的智能設備。但這些高數據速率的代價是：信號快速衰減，這需要密集的基站網絡。

450 MHz 頻段（與其相鄰頻段一樣）位于頻譜的另一側。雖然像荷蘭這樣的國家可能需要幾萬個基站才能實現商業 LTE 信號的全地理覆蓋，但 400 MHz 信號范圍的擴大意味著只需幾千個基站即可實現相同的覆蓋。 因此，需要使用備用電源保持更多可管理數量的基站正常運行，以便在電源故障時繼續連接關鍵設備。

射頻信號在 450 MHz 頻段內衰減的減少也是其穿透墻壁和其他固體材料增加的原因。特別是對于部署在室內、地下和其他難以到達的位置的智能電表和連接傳感器，450 MHz 頻段的超強穿透力帶來了明顯的優勢。

最后，還有一個實際的好處：現有的基礎設施。450 MHz 頻段歷史悠久，首先服務于專業模擬移動無線電 （PAMR） 網絡，然后發展為服務于基于 CDMA 的網絡，通常到達人口稀少國家的偏遠角落，例如北歐或非洲農村地區。正因為如此，許多國家已經擁有足夠的地面蜂窩基站來運行網絡。

LTE450 不斷增長的用例列表

借助針對任務和業務關鍵用例需求量身定制的彈性蜂窩通信網絡，人們對擴大其范圍以服務于越來越多的用例列表的興趣激增。例如，在波蘭，450 MHz 范圍內的頻段將形成一個專用無線網絡，連接數百萬個智能電表和數萬個用于控制風力渦輪機和其他應用的 SCADA 系統。

在德國，除了管理智能電網負載所需的數百萬臺設備外，該網絡還將為廣泛的公共和私人公用事業（包括天然氣和熱力分配網絡）提供語音和數據的彈性蜂窩通信通道。雖然與能源相關的用例將獲得使用網絡的最高優先級，但其他用戶，例如緊急或醫療保健服務，可能能夠在有空閑容量時接入頻段。

展望未來，450 MHz 頻段可能會服務于越來越多依賴彈性蜂窩網絡的用例。例如，智能城市和交通控制基礎設施都需要在停電時繼續提供服務。保護弱勢個人的智能醫療設備和保護貴重財產的安全服務也是如此。

專為關鍵通信而設計

為了在 450 MHz 頻譜上進行通信，終端設備——智能電表、智能燈以及其他連接的傳感器和執行器——都需要讓網絡聽到自己的聲音。為了實現這一點，3GPP 允許他們比其他頻段大聲喊叫，使用比其他頻段更高的 26 dBm 功率等級（Power Class 2），最高可達 23 dBm（Power Class 3）。

u-blox SARA-R540S 模塊基于u-blox 自己的UBX-R5 蜂窩 LTE-M 和 NB-IoT 芯片組，可在 450 MHz 頻段上同時支持 Power Class 3 和 Power Class 2。除了廣泛的標準 LTE-M 和 NB-IoT 頻段外，該模塊還支持 400 MHz 范圍內的私有和公共頻段，提供有源天線調諧以優化整個 LTE 頻譜范圍內的性能。

SARA-R540S 利用基于硬件的信任根和具有 u-blox 物聯網安全即服務功能的輕量級預共享密鑰管理系統，實現了完整的端到端安全性。

該模塊旨在滿足其許多目標用例的長壽命要求，在省電模式 （PSM） 下以不到 1 μA 的電流運行，并具有“最后喘息”功能，可在斷電前發送最終消息例如，在停電期間或在發生篡改事件的情況下供電。

審核編輯：郭婷