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各大运营商窄带物联网已经起步,万物互联的时代即将来临

 黄元章3355 2019-06-26

各大运营商窄带物联网已经起步,万物互联的时代即将来临

NB-IOT

物联网将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、 激光扫描器等装置与互联网结合起来形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起,即物物相息,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在这个网络中,物品能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。

预计2020年全球500亿IoT连接分布中,10%的物联网业务为高速率 (>10Mbp s)主要应用于汽车行业,30%的物联网业务为中速率 (<1Mbps)主要应用于生活中穿戴、POS、调度、电子广告等,60%的物联网业务应用为低速率(<200kbps)主要应用于抄表、智能停车、智慧 农业、资产跟踪等,未来低功耗、低成本、大连接是物联网发展的重要方向。

随着智能城市、大数据时代的来临,无线通信将实现万物连接。而实现万物互联的基础,是要有无处不在的网络连接。运营商的网络是全球覆盖最为广泛的网络,因此在接入能力上有独特的优势。然而,一个不容忽视的情况是,真正承载着到移动网络上的物与物联只占到连接总数10%,大部分物与物连接通过蓝牙、Wi-Fi承载。根据物联网业务特征和移动通信网络特点,3GPP根据窄带业务应用场景开展了增强移动通信网络功能的技术研究以适应蓬勃发展的物联网业务需求。

移动通信正从人与人的连接,向人与物及物与物的连接迈进,万物互联是必然趋势。当前的4G网络在物与物连接上能力不足。事实上,相比蓝牙,ZigBee等短距离通信技术,移动蜂窝网络具有广覆盖、可移动以及大连接数等特性,能够带来更加丰富的应用场景,理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术,4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率,还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数,支持海量M2M连接以及更低时延,将助推高清视频,VoLTE以及物联网等应用的快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

对于电信运营商而言,车联网,智慧医疗,智能家居等物联网应用将产生海量连接,远远超过人与人之间的通信需求。

我们正进入万物互联的时代,这对于整个移动通信产业来说是个巨大的机会。这一点在MWC2016上展露无疑,无论是运营商大咖,还是设备商巨头,纷纷展示了完整的物联网解决方案和在不同垂直行业的应用。

目前包括我国运营商在内诸多运营商在开展NB-lot和研究。就NB-lot的发展现状,阐述了三个精彩观点:一是NB-lot是蜂窝产业应对万物互联的一个重要机会。二是NB-lot要成功必须要建立开放产业平台。三是2016年是NB-lot产业非常关键的一年,标准、芯片、网络以及商用应用场景都会走向成熟。

NB-lot具备四大特点:一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-lot比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍;二是具备支撑海量的连接能力,NB-lot一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗,NB-lot终端模块的待机时间长达10年;四是更低的模块成本,企业预期的单给接连模块不超过5美元。

目前(2016年)物联网的应用主要使用Wi-Fi和蓝牙技术,数据准确率很低、耗电量极大。而广域物联网可以用光纤,但只适用于连接摄像头等宽带终端;低容量传感器虽然可以使用2G/3G/4G网络,但难以满足低功耗低成本的要求,因此目前(2016年)接入到运营商网络的物联网终端仅有6%。但如果利用运营商的网络组织物联网,就可真正实现整个城市一张网,便于维护和管理,NB-IoT也由此应运而生。由于NB-IoT的广覆盖、大连接、低功耗、低成本等特点,可穿戴设备、智能门窗、温度计都成为了NB-IoT的市场。

以前物联网建设是以2G、3G为主,采用NB-IOT具有无可比拟的优势。

首先单个基站并发连接数(一个基站能容纳的芯片接入数)比以前明显多了很多。2G是14个,3G并发是128个,4G是1200个,在NB-IOT标准中,最大连接数可以达到5万个。采用NB-IOT技术可以更加高效率地利用频谱资源,其信令带宽只有200kB,这也是“窄带”名称的由来。

其次,覆盖增强超过100倍。物联网很多应用场景都是封闭的,这就对其探测最弱网络信号的能力提出了严格的要求,NB-IOT的特点是覆盖灵敏度比传统的强20dB,超过100倍的覆盖增强。

最后,超低的功耗。功耗只有2G的1/10,一块6000毫安时的锂电池可以用超过10年,以后还有进一步提升的空间。

NB-IOT指向广阔的物联网市场,实现更低功耗、更低成本物联网设备连接到LTE网络,对可穿戴设备、智慧家庭和智慧电表等物联网应用非常关键。一直以来,无论是网络还是终端芯片,LTE与物联网之间总是存在一条难以跨越的鸿沟。NB-IOT技术为LTE网络连接物联网提供更广阔的前景。

如今,物联的生态链已经形成,并还在不断持续中扩大,拥抱万物互联的条件已经成熟,运营商在发展NB-lot方面表现的十分迫切,中国移动,中国联通,德国电信等已经围绕NB-lot发布了各自的战略,并进行部署,进行实验。然而,NB-lot 技术不会大规模应用在高耗流、高实时性的物联网终端;而低速率低流量的物联网应用将以NB-lot 的落地为起点。相比面向娱乐和性能的物联网应用,NB-lot 面向低端物联网终端,更适合广泛部署,在以智能抄表、智能停车、智能追踪为代表的智能家居、智能城市、智能生产等领域的应用将会大放异彩。

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万物互联

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