為了連接他們的智能電表，公用事業公司正在從他們傳統使用的網狀技術（如帶有分布式接入點的Wi-SUN?）轉向3GPP標準化的4G和5G蜂窩。這是因為4G LTE模塊和芯片組的價格已經大幅下降，因為LTE網絡已經普遍可用，批量定價已經開始發揮作用。雖然Wi-SUN技術在過去可能是連接公用事業儀表的最佳選擇，但今天蜂窩的優勢已經顛覆了這種范式。它引入了一種新的經濟環境，其中蜂窩已成為連接智能公用事業電表的更好選擇：在成本、規模和效率方面都有更好的選擇。

成本

在4G的早期，LTE M2M模塊的成本約為100美元，并且只能從一個來源獲得。當時，任何運營商都沒有無限的數據計劃，2G / 3G技術是出了名的耗電，需要大而昂貴的電池。使用網狀技術，如Wi-SUN，是因為該技術比蜂窩技術便宜。在數據計劃方面沒有問題，并且可以針對特定的智能電表用例優化電源使用。

隨著 LTE-M 的出現，LTE-M 由 3GPP 在第 13 版中定義，專為物聯網的低功耗廣域網 （LPWA） 網絡創建，格局已經完全改變。如今，有十幾家公司正在開發LTE-M芯片組，十幾家模塊制造商使用這些芯片組，并且主要運營商向物聯網公司（包括公用事業提供商和MNO / MVNO）提供了大量數據計劃，所有這些都致力于降低整個生態系統的成本。高效的LTE-M技術也解決了功耗問題。

規模

雖然網狀網絡技術的擴展能力有限，但LTE-M沒有這樣的限制，并且可以幾乎沒有限制地擴展;這種能力將在未來幾年繼續壓低價格。Mesh要求公用事業公司部署自己的網絡，并承擔維護和升級這些網絡的所有負擔，而不斷增加的成本推動了總擁有成本的不斷上升。如今，LTE-M在美國的領先運營商AT&T，T-Mobile和Verizon的覆蓋率接近99%。公用事業公司不再需要建立和維護自己的網狀網絡。

效率

作為公用事業公司客戶的城市和其他市政當局現在正在尋找更全面的智慧城市計劃，包括基礎設施、公共安全、交通、路燈、停車計時器等。這種演變為公用事業公司創造了機會，通過將服務從智能計量擴展到智能城市服務，從客戶那里獲得更多收入。花時間開發和擴展業務并增加TAM（總可用市場），而不是花錢開發基礎設施，模塊和軟件，使公用事業公司能夠在不斷擴大的智慧城市市場中創造新的收入來源并提高效率。

君主SiP：智能電表的Sequans解決方案

Sequans與Skyworks一起為智能電表市場推出了一種名為Monarch SiP的解決方案，這是一種LTE-M連接模塊，專為公用事業儀表而開發。特別是水表和燃氣表，由于其通常惡劣和腐蝕性的環境，需要特定的包裝能力和非常高的可靠性。Monarch SiP將Sequans的Monarch LTE-M芯片組與Skyworks的通用無線電前端結合在世界上最小的封裝中，具有超低功耗，超高的可靠性和覆蓋范圍，從而形成了LTE-M連接解決方案，是水和燃氣智能電表的理想選擇。

功耗

Sequans在谷底實現了1μA的超低功耗模式（PSM）功耗，是業界最低的，是最接近的競爭對手的三倍。這意味著，在測量儀喚醒的eDRX模式下，例如每20分鐘喚醒一次，Sequans器件能夠以1μA電平休眠19分56秒（假設活動時間為4秒）。這使得電表公司能夠大幅縮小電池尺寸，降低電池成本，同時提供更長的電池壽命。由于許多水和燃氣表預計在現場可以使用20年，因此它們傳統上攜帶了大而昂貴的電池。但是，使用 Monarch SiP，我們的許多客戶已經能夠將電池尺寸減小一半，在某些情況下甚至更多。

最近對Sequans模塊和競爭對手模塊進行了功耗比較（聲稱最低時功耗為3μA）。在下圖中，上半部分顯示了Sequans的Monarch GM01Q模塊的功耗，底部顯示了競爭對手模塊的功耗。結果顯示，Sequans器件的平均功耗為1.27μA，而競爭對手的器件的平均功耗為20.4μA。 （注：Monarch GM01Q模塊和Monarch SiP模塊在性能和軟件上相同。

功耗比較也是使用間隔為5分鐘的eDRX周期進行的。在下圖中，結果顯示Monarch GM01Q設備的功耗是競爭對手設備的一半。即使增加了 eDRX 周期間隔（這種情況對于儀表和電池供電設備來說并不少見），Monarch GM01Q 的功耗優勢也被認為比競爭對手的設備高出 75%。

可靠性

君主SiP是當今市場上最可靠的解決方案之一。氣體含有硫，水會產生濕度，這兩者都會對屏蔽中含有銀的標準模塊產生不利影響。Monarch SiP 具有獨特的無銀特性，使其成為燃氣表和水表安裝中惡劣環境的理想解決方案。Monarch SiP 可實現更低的腐蝕速率，可實現 20 年或更長時間的長期部署，減少上門服務。雖然計量公司確實可以設計和構建自己的保護技術，以確保設備附近不會形成硫或濕度袋，但使用Monarch SiP消除了這種額外的費用，然后公司可以將其用于研發或增值服務。此外，Monarch SiP可以購買具有更高可靠性的封裝選項，其中某些引腳放置在戰略位置，以消除封裝翹曲或將封裝球配接到PCB的焊料松動的潛在問題。使用此套件使客戶能夠減少與振動相關的問題;與硬質環氧樹脂材料的替代使用相比具有明顯的優勢。

覆蓋

覆蓋范圍是計量行業的一個重要考慮因素，因為儀表不是移動的，通常位于室內深處，有時位于射頻信號可能衰減的小區邊緣。Monarch SiP使用23dBm的發射功率，減少了重復、重傳的需要，并且可以部分補償RF信號損失。重復和重傳要求系統長時間處于喚醒狀態，從而縮短電池供電的燃氣表和水表的使用壽命。在某些情況下，在小區邊緣沒有23dBm功率的設備即使重復和重新傳輸也無法傳輸。Monarch SiP 具有 23dBm 的功率能力，可在深室內、埋入式和小區邊緣實施中提供卓越的覆蓋范圍。

結論

與大多數標準 M2M 模塊相比，Monarch SiP 具有 8.8 mm x 10.8 mm x 0.95 mm 的小型尺寸、低功耗、高可靠性和具有競爭力的價格，非常適合部署在公用事業監控應用中。這些設備還通過了多家蜂窩運營商的認證，這使得SiP幾乎可以部署在任何地區。

審核編輯：郭婷