不仅仅是厚积而薄发NB-IoT模组布局物联网先机
2019-03-26
在之前的报道中,我们曾简单提到过NB-IoT,在5G全面铺开的时间节点,物联网的话题无疑是最热门的关注方向之一,而NB-IoT则是其中的重要元素。作为窄带物联网技术当前的一个主要实现模块(或者说核心内容),NB-IoT技术的积累现在已经到了“厚积之后的薄发阶段”,而且NB-IoT的模组价格已不是规模商用短板了。多行业、大规模应用在2019年无疑是能够真切看到的。
新的通讯标准是片沃土
毫无疑问-移动通信正在从人和人的连接,向人与物以及物与物的连接迈进,万物互联是必然趋势。然而当前的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,移动蜂窝网络具备广覆盖、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。现在我们最矣注的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以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。
我们知道-作为未来十年移动网络的主旋律-5G所具备的超过lOGbps的峰值速率体验、小于1ms的空口延时、海量机器互联能力,将带来一系列崭新的体验,包括智慧物联网、智能驾驶、AR和VR应用等。那么对于电信运营商而言,车联网、智慧医序、智能家居等物联网应用将产生连接,远远超过人与人之间的通信需求。同时,5G也将极大促进工业、医疗、安全等领域的生产效率,催生更多产业向智能化、自动化运营的方向快速转型升级。与3G-4G时代不同的是,5G所带来的丰富的智慧应用是前所未有的,这也决定了在即将到来的5G时代,只有合作共赢、联合创新才能打造更加繁荣的5G生态。而物联网就是这其中最具价值的商业规划和创新驱动之目的。
从技术层面看,5G有三个标准,分别是LTE(授权频道)、LTE-U(非授权频道)和NB-IoT(授权频道)oLTE.属于授权频道,这是最大的商业价值,诱惑力很大。由于授权频道基本是排它的-是运营商的垄断资源-只能通过运营商来操作。LTE-U非授权频道,通讯距离可以达到500米左右f类似3G时代曾经推过的“城域网”)。ISM(工业、科学、医疗)这三个领域可以随便用,主要频段包括从5K、13.56M-直到2.4G和5.8G等多个频段。而NB-IoT(由于NB-IoT属于授权频道,仍然不太可能在企业里用。所以NB-IoT也只能是先接入核心网-即运营商,再进入企业)。NB-IoT最大的特点-是传输距离达到惊人的10km,可以覆盖一个小县城。而且可以带无数终端,一个基站可以带20多万个终端。这意味着-管理一个井盖、停车收费,都变得轻松,而且便宜。即使是200万元建立一个基站,十平方公里都可以进行管理。
所以,NB-IoT成为万物互联网络的一个重要分支,而在5G这片沃土上才会有更好的发展机遇。前面说过,NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络-以降低部署成本、实现平滑升级。更直接地说,NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接-也被叫作低功耗广域网oNB-IoT且有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IoT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。按照目前的技术标准-NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年(5000mAh标准),同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖(当然,在实际应用中与实验室数据差距较大-现在的终端厂家已经将电池的使用年限下调到3年左右,或者为了满足5年的需求而增加电池容量)。
不可否认的是,NB-IoT作为物联网应用,首先需要运营商的支持。三大运营商分别开展了自己的业务,电信凭借其便利的技術条件,率先在全国全面商用:联通为了赶上这二欠浪潮-也矣闭了2G业务为NB-IoT业务提供频带:移动就没有这么便利,因为需要重新建立基站,导致其行动严重落后(这也是中国移动目前最为积极开展相关工作的主要原因)。
优势就是价值
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。很多企业预计未来全球物联网连接数将是千亿级的时代。已经出现了大量物与物的联接-然而这些联接大多通过蓝牙、Wi-Fi等短距通信技术承载,但非运营商移动网络。为了满足不同物联网业务需求,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,以此来看NB-IoT全面商用的紧迫性变得非常明显。对于NB-IoT的应用,现在已经深入到了社会的方方面面,如智慧城市,从水表,路灯到停车场,热表窨井盖等等,都为城市的智能化起到了示范作用。不但在智慧城市有NB-IoT的应用,现在的共享业务也引入了NB-IoT,例如共享洗衣机、共享空调、智能门锁等,甚至养殖业和病虫害预防等都采用NB-IoT技术,并且都有成功的案例。
应该说,任何一种全新的通讯技术能否得到规模商用,主要看三个方面。其一,是技术本身的成熟,其二是使用成本的下降,最后则是应用场景的丰富。
从2018年到现在的前期应用环境和反馈来看.NB-IoT可以适应从固定连接到移动连接的各行业丰富应用场景-而在技术和成本方面,除了运营商强力推动网络建设和提供终端补贴,芯片厂商等产业链的努力也值得肯定。在技术层面来讲,NB-IoT需要在短时间内解决业务时延、成功率、功耗等矣键性能。例如,中国移动等运营商要求模组厂商招标取得授权的五家芯片厂商高通、海思、联发科、中兴微、展锐等,都是整个行业的佼佼者。之前有中国移动终端实验室的报告显示,NB-IoT芯片平台综合功耗均值相比半年前下降24%,平均业务时延在3s左右,满足智能穿戴、物流跟踪等行业需求,业务成功率有待进一步优化。这表明技术层面已经取得突破性进展,最终形成的百万级应用已经是现实。
模组成本价格下降的原因有多方面,一是運营商集采量大带来的规模成本下降二是主芯片价格下降趋于理性,三是外围元器件的价格在今年下半年回归到正常水平。而且,目前业界内的先期使用者在用NB-IoT模组与GSM模组的价格相互参考,目前GSM模组价格在20元人民币左右,当NB-IoT模组贴近GSM模组价格时一价格就不再成为阻碍NB-IoT规模商用的麻烦。
显然,一项技术由纸面到商用离不开一个强大生态系统的支撑。长期以来,物联网连接技术各自为战,从芯片到系统各方采用的规范不一,造成大规模部署的瓶颈。在2019年5G生态全面展开的今天,围绕NB-IoT的生态已初步成型-并在持续扩大中-拥抱万物互联的条件开始成熟。在网络设备供应商层面,华为、爱立信等领导者均已推出了基于NB-IoT的端到端解决方案。而在各大垂直行业中,越来越多厂商开始采用NB-IoT技术来提升竞争力。比如具备智能追踪、超距告警、电子锁控制、电池监控等功能的智杂工拉杆箱,还有厂商推出了具备位置定位防盗功能及信息上传、跟踪功能的智能自行车。此外,在市政的路灯和垃圾管理、环境监测和畜牧养殖灌溉等领域.NB-IoT的部署亦日益增多。
现在的社会是一个充满数据的社会,尤其是2019年这个能被称为5G开局之年的年份。谁掌握了行业数据或者从行业数据分析出来行业动态,谁就能在这个竞争激烈的市场中分一杯羹。三大运营商也明白这个道理,对于客户的业务数据-没人愿意分享给别人,因此很多厂家就想方设法的避开各家运营商的管理平台。据了解,电信做的最彻底,不用他们的平台无法使用coap或者LWM2M协议。但是现在有些客户就开始往TCP协议上转,最后不排除TCP协议也要经过电信的IoT平台。移动和联通为了占领市场,可以使用平台也可以不用平台,也给你开通服务器白名单,这大大吸引了终端厂家选择移动和联通的运营商,而2G或者4G的业务使用中,通常使用TCP、UDP或者MQTT协议,这对于NB-IoT模组的切换也是一个优势。
换句话说.Wi-Fi等短距离物联网应用有一定场景,但在很多公共、行业领域,都需要更好的网络覆盖才能较好实现。更大的场景,需要相对应的芯片和产品,才会有很好的市场机会。优势定义价值的高低,无论是大规模的单模NB-IoT模组集采,还是现在2019年的双模-都是NB-IoT商用持续扩大规模的体现。
后记
人人都在谈5G.5G的意义本身也并非仅局限于“速度更快”。我们现在的物联网发展速度超出大众的想象,而早在物联网爆发前,就有不少机构预测,未来的网络中有关物的连接数量将超过有关人的连接,但很多人没有想到这一天来的如此之快。NB-IoT的发展主要看政府的引导力度和时间度,芯片厂商对芯片功能的优化和添加,有效解决其他数据传输方式的痛点才能促进NB-IoT的健康快速发展。也正因为这个原因,我们看到诸如中国移动物联网联盟这种机构,已经开始用《NB-IoT智能烟感解决方案白皮书》、《NB-IoT农业数据采集标准》等11本物联网行业白皮书和标准,为行业产品研发提供统一的方向性指导,这其中也说明了NB-IoT模组的技术意义和商业意义。布局物联网,找准了矣键点就不仅仅是厚积而薄发了。