2015年9月份,全球通信業(yè)對共同形成一個低功耗、廣域覆蓋(LPWA)的物聯(lián)網標準達成共識, NB-IoT標準應運而生。而今年,隨著NB-IoT即將完成測試,正式進入商用階段,業(yè)界對于它的關注度和討論也是逐漸升溫。
一、為什么NB-IoT會出現(xiàn)?
據(jù)預測,2016年全球將會使用64億個物聯(lián)網設備每天將有550萬個設備連網,而“萬物互聯(lián)”實現(xiàn)的基礎之一在于數(shù)據(jù)的傳輸,不同的物聯(lián)網業(yè)務對數(shù)據(jù)傳輸能力和實時性都有著不同要求。
根據(jù)傳輸速率的不同,可將物聯(lián)網業(yè)務進行高、中、低速的區(qū)分:
• 高速率業(yè)務:主要使用3G、4G技術,例如車載物聯(lián)網設備和監(jiān)控攝像頭, 對應的業(yè)務特點要求實時的數(shù)據(jù)傳輸;
• 中等速率業(yè)務:主要使用GPRS技術,例如居民小區(qū)或超市的儲物柜,使用頻率高但并非實時使用,對網絡傳輸速度的要求遠不及高速率業(yè)務;
• 低速率業(yè)務:業(yè)界將低速率業(yè)務市場歸納為LPWAN(Low Power Wide Area Network)市場,即低功耗廣域網。目前還沒有對應的蜂窩技術,多數(shù)情況下通過GPRS技術勉力支撐,從而帶來了成本高、影響低速率業(yè)務普及度低的問題。
也就是說目前低速率業(yè)務市場急需開拓,而低速率業(yè)務市場其實是最大的市場,如建筑中的滅火器、科學研究中使用的各種監(jiān)測器,此類設備在生活中出現(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)技術,可以幫助我們解決這個問題。
二、NB-IoT的優(yōu)勢是什么?
作為一項應用于低速率業(yè)務中的技術,NB-IoT的優(yōu)勢不難想象:
強鏈接:在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術提供50-100倍的接入數(shù)。一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網絡架構。舉例來說,受限于帶寬,運營商給家庭中每個路由器僅開放8-16個接入口,而一個家庭中往往有多部手機、筆記本、平板電腦,未來要想實現(xiàn)全屋智能、上百種傳感設備需要聯(lián)網就成了一個棘手的難題。而NB-IoT足以輕松滿足未來智慧家庭中大量設備聯(lián)網需求。
高覆蓋:NB-IoT室內覆蓋能力強,比LTE提升20dB增益,相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求,對于廠區(qū)、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。以井蓋監(jiān)測為例,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,就可以很好的解決這一難題。
低功耗:低功耗特性是物聯(lián)網應用一項重要指標,特別對于一些不能經常更換電池的設備和場合,如安置于高山荒野偏遠地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設備,它們不可能像智能手機一天一充電,長達幾年的電池使用壽命是最本質的需求。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、小速率應用,因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小,設備續(xù)航時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。
低成本:與LoRa相比,NB-IoT無需重新建網,射頻和天線基本上都是復用的。以中國移動為例,900MHZ里面有一個比較寬的頻帶,只需要清出來一部分2G的頻段,就可以直接進行LTE和NB-IoT的同時部署。
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。模塊預期價格不超過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,但目前支持藍牙、Thread、ZigBee三種標準的芯片價格僅在2美元左右,僅支持其中一種標準的芯片價格不到1美元。巨大的價格差距無疑將讓企業(yè)部署NB-IoT產生顧慮。
此外,大部分物聯(lián)網場景如智能門鎖、數(shù)據(jù)監(jiān)測等并不需要實時無線聯(lián)網,僅需近場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的產業(yè)鏈
相對于傳統(tǒng)產業(yè),物聯(lián)網的產業(yè)生態(tài)比較龐大,需要從縱向產業(yè)鏈和橫向技術標準兩個維度多個環(huán)節(jié)進行分析。
對于低功耗廣域網絡,從縱向來看,目前已形成從“底層芯片—模組—終端—運營商—應用”的完整產業(yè)鏈。
而其中,芯片在NB-IoT整個產業(yè)鏈中處于基礎核心地位,現(xiàn)在幾乎所有主流的芯片和模組廠商都有明確的NB-IoT支持計劃。
華為收購公司Neul的芯片實現(xiàn)的比較早,已有測試樣片;
高通的芯片預計會在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的芯片預計今年四季度會提供第一批的芯片,但是主要是以測試為主,商用芯片也是在明年年初發(fā)布;
MTK的芯片也在研發(fā)當中,明年上半年會發(fā)布;
中興微、大唐的芯片也都在研發(fā)當中。