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LPWAN:“专为物联网而生”

通信信号处理研究所 2017-12-11 09:09 次阅读
  作为物联网产业链的重要一环,网络连接技术就像产业金字塔的地基,是入场者们激烈争夺的掘金点。自物联网概念兴起以来,各大厂商纷纷推出自己的技术标准,开始了长达二十年的混战状态。 生活中比较常见的物联网技术有Wi-Fi、蓝牙,以及小米智能家居所使用的ZigBee。根据日常经营,可知这三种物联网技术主要应用在短距离、小范围的通讯场景下,除蓝牙外,Wi-Fi和ZigBee主要应用于室内。 为了室外大范围的应用场景,业界专家和运营商们制定出一套新型传输通信制式——低功耗广域网LPWAN(Low Power Wide Area Network)来替代传统3G、4G通讯技术。相比其他网络类型,LPWAN具有广覆盖、大连接、低功耗的性能和低成本定位,堪称“专为物联网而生”。 LPWAN按频谱标准又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的、构建在私有网络基础上的LoRa、SigFox技术;另一类是工作于授权频谱下的、构建在公共网络之上的3G、4G和NB-IoT技术。经过长期市场检验和优胜劣汰之后,目前比较主流的物联网技术标准有以下几种: 制式各异的技术标准各有所长,其中NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网技术)不仅以授权频谱和造价低廉独具优势,而且被认为是唯一一个满足TSG GERAN #67会议中提出的5大目标(提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延)的蜂窝物联网技术,成为代表物联网未来的技术骄子。 去年6月,NB-IoT获得了3GPP无线接入网(RAN)技术规范组会议通过,开始紧锣密鼓的性能标准制定和一致性测试,进入2017年来,日臻成熟的NB-IoT技术迅速进入商用阶段,并在共享出行、智能家居、消费与医疗、智慧城市等方面绽放异彩。 至此,经过二十多年积淀,依托无线连接、计算与存储、芯片与传感器设计、网络安全等能力的不断提升,成本不断下降,以及NB-IoT标准的统一等多种因素并行发展形成合力,沉寂多年的物联网行业终于迎来属于自己的产业爆发期。

物联网商用竞赛 谁更有冠军相?

随着物联网技术不断成熟,行业巨头纷纷花大手笔进行物联网建设,抢占物联网市场。自去年6月NB-IoT核心标准冻结后,由概念向落地的演进已成为NB-IoT圈内争相追逐的主旋律,各种基于NB-IoT技术的应用案例在各个领域中逐渐涌现出来。 据不完全统计,目前我国物联网市场规模超过2万亿元,是电信运营规模的2倍,应用 领域涉及工业、农业、家居、消费、出行、环境保护、城市建设等数十个细分行业。 在摸着石头过河的物联网产业化探索中,近两年来迅速兴起的共享单车意外成为推动物联网普及和规模应用的有力外援。目前,共享单车的无线通信模块都集中在智能锁里,有短信、2G、蓝牙等多种传输模式。今年6月,ofo小黄车与中国电信、华为共同宣布,三方共同研发的NB-IoT物联网智能锁投入商用。作为NB-IoT技术的首次商用实践,ofo的野心十分明显。10月12日,ofo与中国信息通信研究院联合成立了移动物联网共享单车工作组,着手研究全球首个NB-IoT共享单车标准,不仅把可能与其他服务发生交互的线下场景抓在手里,还试图通过组织运营商、模组、芯片厂商的利益联盟占据技术标准这个制高点。 在物联网万亿级体量和产业化风潮下,ofo的老对手摩拜也没闲着。2016年12月,摩拜携手爱立信、中国移动上海公司,在上海完成了基于蜂窝物联网现网的端到端应用测试。今年5月15日,摩拜与华为、四川移动达成合作,将在窄带物联网应用及NB-IoT创新等领域开展合作。5月23日,摩拜又与高通、中国移动研究院共同启动eMTC/NB-IoT/GSM多模外场测试。在物联网布局中,既不想放弃NB-IoT,又不敢孤注eMTC,摩拜对当下流行的物联网技术“一把抓”的意图十分明显。 但技术和市场给出的方向似乎越来越明朗了。 在国内,中国电信最早完成了全国范围的网络覆盖,中国移动将在今年年底完成346个城市移动物联网建设。国际上,GSMA已经发布了NB-IoT网络部署白皮书,要求运营商为窄带网络提供全球互操作性,这对于共享单车企业的国际化是一个利好,中国本土产品在海外市场的NB-IoT部署将不存在任何技术门槛。 从制式上比较,NB-IoT和eMTC都属于窄带LTE技术,这意味着它们都可以利用现有基础设施和频谱,不同的是NB-IoT使用的带宽大约为200KHz,可实现更低功耗延长续航时间,通过冗余传输实现更深覆盖,完全符合目前物联网设备对于低功耗、低成本的需求,在智能家居、共享单车、物流追踪、智能抄表等典型应用场景十分得力。尤其当3GPP Release 14标准的NB -IoT出来之后,在广覆盖、大连接的优势上,定位和移动性也会得到补充加强。 相比之下,eMTC的商用存在一定争议,其信号覆盖深度和穿墙能力弱于NB-IoT,在小区容量方面,eMTC没有进行过定向优化,难以满足超大容量的连接需求。此外eMTC功耗较高,拉升了设备成本和优化网络架构的难度,而NB-IoT由于模组、芯片制式统一,现已降至5美元左右,但是eMTC目前的价格仍然偏高,且下降缓慢。 从技术、成本到网络基建,NB-IoT已成为全球各大运营商“指定”物联网技术标准,且为其应用爆发做好了全面铺垫。从去年以来,ofo与华为、电信的应用研发和持续跟进,ofo联合创始人薛鼎曾坦言,三方团队在研发首款物联网智能锁时,曾在NB-IoT网络铺设还未完成的情况下,依靠华为open lab实验室尽可能模拟信号完成研发,而且一次测试通过。相比之下,摩拜在物联网上的态度似乎有些暧昧不明,前期在eMTC和NB-IoT上的采取“骑墙”策略,最近的重点又转向与首汽、嘀嗒等搭建网约车平台联盟,对物联网的研发应用相对比较沉寂。 按照各自的路数走下去,共享单车两强的未来或许可以预见:以流量为生存基础的摩拜,其天花板很可能是滴滴,而向物联网技术转型的ofo,其天花板或许是谷歌,当然在技术应用模块上还要看后续发力。至于谁的故事更生动,那就要由市场去检验、靠双方投资人去判断了。   目前,全球两大主流物联网网络NB-IoT与LoRa在中国迅猛发展,有关部门统计一千多款物联网应用产品已落地中国各省。据悉,70%的企业积极寻求成熟、可靠且快速落地的物联网产品,多数企业向福州市协成智慧科技有限公司采购NB-IoT和LoRa物联网解决方案,采购包括LoRa网关、烟感、水监测、红外探测、定位、排插等数十款物联网产品,另外代开发NB-IoT和LoRa物联网产品,以便快速圈地开展物联网业务,跻身全国各地市物联网龙头。“世界物联网发展看中国”形势正逐渐形成。

通信信号处理研究所 技术专区

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原文标题:NB-IoT成物联网技术娇子 性价比极高 文章出处:【微信号:tyutcsplab,微信公众号:通信信号处理研究所】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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