2015年9月份,全球通信業(yè)對(duì)共同形成一個(gè)低功耗、廣域覆蓋(LPWA)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成共識(shí), NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。而今年,隨著NB-IoT即將完成測(cè)試,正式進(jìn)入商用階段,業(yè)界對(duì)于它的關(guān)注度和討論也是逐漸升溫。
一、為什么NB-IoT會(huì)出現(xiàn)?
據(jù)預(yù)測(cè),2016年全球?qū)?huì)使用64億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備每天將有550萬個(gè)設(shè)備連網(wǎng),而“萬物互聯(lián)”實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)之一在于數(shù)據(jù)的傳輸,不同的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸能力和實(shí)時(shí)性都有著不同要求。
根據(jù)傳輸速率的不同,可將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行高、中、低速的區(qū)分:
• 高速率業(yè)務(wù):主要使用3G、4G技術(shù),例如車載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和監(jiān)控?cái)z像頭, 對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)要求實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸;
• 中等速率業(yè)務(wù):主要使用GPRS技術(shù),例如居民小區(qū)或超市的儲(chǔ)物柜,使用頻率高但并非實(shí)時(shí)使用,對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的要求遠(yuǎn)不及高速率業(yè)務(wù);
• 低速率業(yè)務(wù):業(yè)界將低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)歸納為L(zhǎng)PWAN(Low Power Wide Area Network)市場(chǎng),即低功耗廣域網(wǎng)。目前還沒有對(duì)應(yīng)的蜂窩技術(shù),多數(shù)情況下通過GPRS技術(shù)勉力支撐,從而帶來了成本高、影響低速率業(yè)務(wù)普及度低的問題。
也就是說目前低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)急需開拓,而低速率業(yè)務(wù)市場(chǎng)其實(shí)是最大的市場(chǎng),如建筑中的滅火器、科學(xué)研究中使用的各種監(jiān)測(cè)器,此類設(shè)備在生活中出現(xiàn)的頻次很低,但匯集起來總數(shù)卻很可觀,這些數(shù)據(jù)的收集用于各類用途,比如改善城市設(shè)備的配置等等。
而NB-IoT就是一種新的窄帶蜂窩通信LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))技術(shù),可以幫助我們解決這個(gè)問題。
二、NB-IoT的優(yōu)勢(shì)是什么?
作為一項(xiàng)應(yīng)用于低速率業(yè)務(wù)中的技術(shù),NB-IoT的優(yōu)勢(shì)不難想象:
強(qiáng)鏈接:在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50-100倍的接入數(shù)。一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接,支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。舉例來說,受限于帶寬,運(yùn)營(yíng)商給家庭中每個(gè)路由器僅開放8-16個(gè)接入口,而一個(gè)家庭中往往有多部手機(jī)、筆記本、平板電腦,未來要想實(shí)現(xiàn)全屋智能、上百種傳感設(shè)備需要聯(lián)網(wǎng)就成了一個(gè)棘手的難題。而NB-IoT足以輕松滿足未來智慧家庭中大量設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求。
高覆蓋:NB-IoT室內(nèi)覆蓋能力強(qiáng),比LTE提升20dB增益,相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足農(nóng)村這樣的廣覆蓋需求,對(duì)于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對(duì)深度覆蓋有要求的應(yīng)用同樣適用。以井蓋監(jiān)測(cè)為例,過去GPRS的方式需要伸出一根天線,車輛來往極易損壞,而NB-IoT只要部署得當(dāng),就可以很好的解決這一難題。
低功耗:低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項(xiàng)重要指標(biāo),特別對(duì)于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場(chǎng)合,如安置于高山荒野偏遠(yuǎn)地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測(cè)設(shè)備,它們不可能像智能手機(jī)一天一充電,長(zhǎng)達(dá)幾年的電池使用壽命是最本質(zhì)的需求。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應(yīng)用,因此NB-IoT設(shè)備功耗可以做到非常小,設(shè)備續(xù)航時(shí)間可以從過去的幾個(gè)月大幅提升到幾年。
低成本:與LoRa相比,NB-IoT無需重新建網(wǎng),射頻和天線基本上都是復(fù)用的。以中國(guó)移動(dòng)為例,900MHZ里面有一個(gè)比較寬的頻帶,只需要清出來一部分2G的頻段,就可以直接進(jìn)行LTE和NB-IoT的同時(shí)部署。
低速率、低功耗、低帶寬同樣給NB-IoT芯片以及模塊帶來低成本優(yōu)勢(shì)。模塊預(yù)期價(jià)格不超過5美元。
不過,NB-IoT仍有著自身的局限性。在成本方面,NB-IoT模組成本未來有望降至5美元之內(nèi),但目前支持藍(lán)牙、Thread、ZigBee三種標(biāo)準(zhǔn)的芯片價(jià)格僅在2美元左右,僅支持其中一種標(biāo)準(zhǔn)的芯片價(jià)格不到1美元。巨大的價(jià)格差距無疑將讓企業(yè)部署NB-IoT產(chǎn)生顧慮。
此外,大部分物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景如智能門鎖、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等并不需要實(shí)時(shí)無線聯(lián)網(wǎng),僅需近場(chǎng)通信或者通過有線方式便可完成。若更換NB-IoT,是否物有所值?
三、NB-IoT的產(chǎn)業(yè)鏈
相對(duì)于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)比較龐大,需要從縱向產(chǎn)業(yè)鏈和橫向技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)維度多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。
對(duì)于低功耗廣域網(wǎng)絡(luò),從縱向來看,目前已形成從“底層芯片—模組—終端—運(yùn)營(yíng)商—應(yīng)用”的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
而其中,芯片在NB-IoT整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中處于基礎(chǔ)核心地位,現(xiàn)在幾乎所有主流的芯片和模組廠商都有明確的NB-IoT支持計(jì)劃。
華為收購公司Neul的芯片實(shí)現(xiàn)的比較早,已有測(cè)試樣片;
高通的芯片預(yù)計(jì)會(huì)在2016年四季度階段發(fā)布,而且高通的芯片是NB-IoT和eMTC雙模的芯片;
Intel的芯片預(yù)計(jì)今年四季度會(huì)提供第一批的芯片,但是主要是以測(cè)試為主,商用芯片也是在明年年初發(fā)布;
MTK的芯片也在研發(fā)當(dāng)中,明年上半年會(huì)發(fā)布;
中興微、大唐的芯片也都在研發(fā)當(dāng)中。