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NB-IoT 基於蜂窩的窄帶物聯網

NB-IoT
基於蜂窩的窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物網際網路絡的一個重要分支。NB-IoT構建於蜂窩網路,只消耗大約180KHz的頻寬,可直接部署於GSM網路、UMTS網路或LTE網路,以降低部署成本、實現平滑升級。[1]

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支援低功耗裝置在廣域網的蜂窩資料連線,也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。NB-IoT支援待機時間長、對網路連線要求較高裝置的高效連線。據說NB-IoT裝置電池壽命可以提高至至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩資料連線覆蓋。

NB-IOT的概述

對於物聯網標準的發展,華為的推進最早。2014年5月,華為提出了窄帶技術NB M2M;2015年5月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT;7月份,NB-LTE跟NB-CIOT進一步融合形成NB-IOT;預計NB-IOT標準會在3GPP R13出現,並於2016年6月份凍結。
[3] 此前,相對於愛立信、諾基亞和英特爾推動的NB-LTE,華為更注重構建NB-CIOT的生態系統,包括高通、沃達豐、德國電信、中國移動、中國聯通、Bell等主流運營商、晶片商及裝置系統產業鏈上下游均加入了該陣營。 基於蜂窩的窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物網際網路絡的一個重要分支。NB-IoT構建於蜂窩網路,只消耗大約180KHz的頻寬,可直接部署於GSM網路、UMTS網路或LTE網路,以降低部署成本、實現平滑升級。 NB-IOT聚焦於低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯網(IoT)市場,是一種可在全球範圍內廣泛應用的新興技術。具有覆蓋廣、連線多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點。 NB-IOT使用License頻段,可採取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式,與現有
網路
共存。

NB-IOT的前景與優勢

行動通訊正在從人和人的連線,向人與物以及物與物的連線邁進,萬物互聯是必然趨勢。然而當前的4G網路在物與物連線上能力不足。事實上,相比藍芽、ZigBee等短距離通訊技術,移動蜂窩網路具備廣覆蓋、可移動以及大連線數等特性,能夠帶來更加豐富的應用場景,理應成為物聯網的主要連線技術。作為LTE的演進型技術,4.5G除了具有高達1Gbps的峰值速率,還意味著基於蜂窩物聯網的更多連線數,支援海量M2M連線以及更低時延,將助推高清視訊、VoLTE以及物聯網等應用快速普及。蜂窩物聯網正在開啟一個前所未有的廣闊市場。
對於電信運營商而言,車聯網、智慧醫療、智慧家居等物聯網應用將產生海量連線,遠遠超過人與人之間的通訊需求。 NB-IoT具備四大特點:一是廣覆蓋,將提供改進的室內覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現有的網路增益20dB,相當於提升了100倍覆蓋區域的能力;二是具備支撐海量連線的能力,NB-IoT一個扇區能夠支援10萬個連線,支援低延時敏感度、超低的裝置成本、低裝置功耗和優化的網路架構;三是更低功耗,NB-IoT終端模組的待機時間可長達10年;四是更低的模組成本,企業預期的單個接連模組不超過5美元。[1]
NB-IOT聚焦於低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯網(IOT)市場,是一種可在全球範圍內廣泛應用的新興技術。其具有覆蓋廣、連線多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點。NB-IOT使用License頻段,可採取帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式,與現有網路共存。[4] 因為NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優勢,使其可以廣泛應用於多種垂直行業,如遠端抄表、資產跟蹤、智慧停車、智慧農業等。3GPP標準的首個版本預計在今年6月釋出,到時候將有一批測試網路和小規模商用網路出現。 目前包括我國運營商在內諸多運營商在開展NB-IoT和研究。就NB-IoT的發展現狀,餘泉詳細闡述了三個精彩觀點:一是NB-IoT是蜂窩產業應對萬物互聯的一個重要機會。二是NB-IoT要成功必須要建立開放產業平臺。三是2016年是NB-IoT產業非常關鍵的一年,標準、晶片、網路以及商用應用場景都會走向成熟。

NB-IOT的需求與發展

隨著智慧城市、大資料時代的來臨,無線通訊將實現萬物連線。很多企業預計未來全球物聯網連線數將是千億級的時代。目前已經出現了大量物與物的聯接, 然而這些聯接大多通過藍芽、Wi-Fi等短距通訊技術承載,但非運營商行動網路。為了滿足不同物聯網業務需求,根據物聯網業務特徵和行動通訊網路特點,3GPP根據窄帶業務應用場景開展了增強行動通訊網路功能的技術研究以適應蓬勃發展的物聯網業務需求。 我們正進入萬物互聯(IoT)的時代,這對於整個行動通訊產業來說是一個巨大的機會。這一點在MWC2016上展露無疑。無論是運營商大咖,還是裝置商巨頭,紛紛展示了完整的物聯網解決方案和在不同垂直行業的應用。[5] 當然,實現這一切的基礎,是要有無處不在的網路聯接。運營商的網路是全球覆蓋最為廣泛的網路,因此在接入能力上有獨特的優勢。然而,一個不容忽視的現實情況是,真正承載到行動網路上的物與物聯接只佔到聯接總數的10%,大部分的物與物聯接通過藍芽、WiFi等技術來承載。 為此,產業鏈從幾年前就開始研究利用窄帶LTE技術來承載IoT聯接。歷經幾次更名和技術演進,2015年9月,3GPP正式將這一技術命名為NB-IoT。MWC2016上,NB-IoT首次亮相,受到矚目,運營商和裝置商紛紛為其站臺和背書。 華為無線網路產品線首席戰略官餘泉在接受《通訊產業報》(網)採訪時表示:“NB-IoT是蜂窩網路產業應對萬物互聯的一個重要機會。我們非常看好NB-IoT的商用前景,推薦將其作為物聯網聯接技術的首要選擇。” 他向記者闡釋了NB-IoT的商業和技術優勢。從商業層面上來講,截至目前,蜂窩網路覆蓋了全球超過50%的地理面積,90%的人口,是一張覆蓋最為完整的網路。 從技術層面上來講,NB-IoT有4大技術優勢。首先是覆蓋廣,相比傳統GSM,一個基站可以提供10倍的面積覆蓋;其次是海量連線,200KHz的頻寬可以提供10萬個聯接;第三是低功耗,使用AA電池便可以工作十年,無需充電;第四是低成本,模組成本小於5美金。 此前,華為曾向記者算了一筆賬,假設全球有500萬左右物理站點,全部部署NB-IoT,每個站3個扇區、每個扇區部署200kHz、每小時每個感測器傳送100個位元組,那麼全球站點能夠聯接的感測器數量高達4500億。 據瞭解,NB-IoT可以廣泛應用於多種垂直行業,如遠端抄表、資產跟蹤、智慧停車、智慧農業等。隨著3GPP標準的首個版本在6月份釋出,將有一批測試網路和小規模商用網路出現。NB-IoT將在多個低功耗廣域網技術中脫穎而出。 “NB-IoT在歐洲和乃至全球都呈現出巨大的發展機遇。到2020年IoT全部產業鏈價值有望達到3萬億歐元,包括全產業鏈上下游,如網路連線、資料處理、平臺應用、商業合作等。”餘泉表示,華為已經做好在2016年完成NB-IoT商用的準備。[6] 華為輪值CEO胡厚昆在2015全球移動寬頻論壇上發表主題演講時指出,移動運營商需要立即採取行動,搶佔快速增長的物聯網市場份額。目前,運營商雖然在可接入性方面擁有獨特優勢,但是許多其它技術,如ZigBee、藍芽和內建WiFi也在迅速發展,運營商必須與垂直行業展開激烈競爭。胡厚昆強調,必須迅速制定統一的物聯網標準,以推動跨行業發展。
  沃達豐集團研發主管Luke Ibbetson對此表示贊同。他指出,目前80%-90%的物聯網裝置由低功耗的室內系統連線,餘下的裝置則由蜂窩網路連線。很多人認為,新出現的LPWA(低功耗廣域)技術成本低,覆蓋又廣,將為移動運營商發展物聯網帶來良機。不過,Ibbetson指出:“我們目前還沒有為客戶開發出合適的解決方案,因此仍然面臨巨大壓力。”

轉向窄帶物聯網

對於LPWA網路所用到的窄帶物聯網(NB-IoT),運營商業已達成共識,應使用授權頻譜,採用帶內、防護頻帶獨立部署。這一新興技術可以提供廣域網路覆蓋,旨在為吞吐量、成本、能耗都很低的海量物聯網裝置提供支撐。
  2015年11月,數家全球主流運營商聯合裝置商、晶片廠商和相關國際組織,在香港舉辦NB-IoT論壇籌備會,旨在加速窄帶物聯網生態系統的發展,成員包括中國移動中國聯通、Etisalat、LG Uplus、義大利電信、Telefonica、沃達豐、GSMA、GTI、華為、愛立信、諾基亞、高通英特爾。六家運營商成員還宣佈,將在全球成立六個窄帶物聯網開放實驗室,聚焦窄帶物聯網業務創新、行業發展、互操作性測試和產品相容驗證。
  目前,運營商已經在客戶中展開預標準NB-IoT技術試點工作。例如,德國電信和沃達豐已經採取行動,利用現有基站進行預部署試點,預計試商用部署在2016年下半年進行,正式商用將從2017年初開始。
  沃達豐的Ibbetson表示,對3GPP標準的整合充滿信心,但他也指出這一過程緩慢而艱難。“希望窄帶物聯網能在2016年3月份前成為獨立標準,同時我們需要儘快決定使用哪個頻段。”
  華為也希望相關標準能儘快得到確認,這樣行業才能啟動大規模的物聯網部署。胡厚昆指出:“華為在技術方面已經準備就緒,希望能儘快抓住窄帶物聯網的機遇。”
  窄帶物聯網具有四大優勢:電池壽命長(超過十年)、成本低(每個模組不足5美元)、容量大(單個小區能支援10萬連線)、覆蓋廣(能覆蓋到地下)。
  Ibbetson認為:“如果產業鏈不能將單模組成本降到兩三美元以下,實現大規模應用,NB-IoT市場就做不起來。我們需要從全域性角度出發,以極低的成本將物聯網模組嵌入裝置中。”
  胡厚昆也認為,要想刺激NB-IoT大規模發展,通訊模組成本必須低於5美元。如果成本降到1美元以內,則會帶來爆發式增長。

即將步入爆發期

隨著網路連線、雲服務、大資料分析和低成本感測器等所有核心技術的就緒,物聯網已經從萌芽期步入迅速發展的階段,大多數分析師對此都表示認可。
  埃森哲亞太區高科技和電子產業主管David Sovie指出,每個CIO都應儘快制定物聯網發展策略,否則將會在競爭中落敗。IBM研究院物聯網全球戰略計劃主管Wei Sun表示,IBM各行各業的大客戶都在探索物聯網產品和服務。
  越來越多的行業已經在使用物聯網技術提高效率,提升客戶滿意度並降低運營成本。例如,汽車零部件、家用電器及安全系統製造商博世已經將很多產品線連線起來,並從移動互聯技術,尤其是車聯網領域的崛起中直接獲益。
  在醫療領域,飛利浦已經開發了多款電子醫療應用,包括一款供慢性病患者使用的貼片。該貼片使用感測器實時收集患者健康資料,並傳輸到雲平臺,醫護人員可以對資料進行監控,並適時採取醫療干預措施。
  飛利浦數字加速器專案主管Alberto Prado指出,裝置和系統的互操作性是數字醫療行業崛起的關鍵。隨著協作護理模式日益盛行,未來的醫療必然將整合所有資源,並以主動預防為主。
  為了迎接物聯網領域的巨大機遇,整個產業不僅需要推動技術創新,還需要推動商業模式創新和跨行業協作。由於用例、應用和商業模式紛繁多樣,物聯網市場將比移動市場更加碎片化。
  胡厚昆表示:“這將有賴於產業鏈上不同的利益相關者精誠合作。在物聯網時代,運營商需要將關注的重點由管理技術擴充套件至管理整個生態系統。整個行業正處在緊要關頭,運營商需要立即行動起來,抓住這一新的藍海機遇。”[4]

NB-IoT亟需開放的平臺

“NB-IoT產業生態系統正在快速成長,它更需要運營商與IoT相關產業參與者精誠合作,攜手共進。”談及NB-IoT落地的挑戰,餘泉介紹。 就在MWC2016舉辦前一天,GSMA聯合企業各方舉辦全球首屆NB-IoT峰會,並在會上成立NB-IoT forum。該聯盟成員包括全球主流運營商、網路裝置廠家以及主要晶片模組廠家等諸多產業鏈企業。 餘泉強調,有超過20家垂直行業企業參加了此次峰會,這是非常可喜的開端。“當然垂直行業供應商可能不是幾十家,而是幾千家,業界還有很多的工作要做。”餘泉以智慧抄錶行業為例表示,目前家庭擁有水錶、電錶、煤氣表以及暖氣表等很多表,這些背後的企業很多。 如此多的參與方,會出現大量協同方面的問題,業界需要一個開放的平臺加速產業的前進步伐。而且,新標準制定需要開放平臺去推動。 對此,諸多運營商聯合包括華為在內的電信裝置商一起搭建了Open Lab。據悉,藉助Open Lab,垂直行業廠家就能很輕鬆地在實際現網上驗證自身的物聯網應用、網路以及商業模式。

2016年是NB-IoT產業關鍵年

“NB-IoT標準預計在今年6月完成。”餘泉表示,這體現NB-IoT進入了發展的關鍵一年。 據悉,隨著3GPP標準在6月份凍結,經過市場的洗禮後,NB-IoT會在LPWA市場的多個技術競爭中脫穎而出,成為領先運營商的最佳選擇。同時2016年也將成為NB-IoT的商用元年。 今年將有很多晶片廠家和模組廠家支援NB-IoT發展。在網路方面,華為計劃在今年下半年推出支援NB-IoT的系統。而許多其他網路裝置供應商也計劃在今年實現對NB-IoT的支援。 運營商在發展NB-IoT方面表現的十分迫切。“即使產業已經盡力最大努力,促進NB-IoT快速發展,但運營商還是認為發展進度不夠快,給了供應商很大壓力。”餘泉透露。 垂直行業也提出了他們對技術的要求:終端電池壽命要達到10年以上,安全性必須完全滿足,且今年要能夠商用。 使用者案例是NB-IoT或者說蜂窩物聯網要成功非常關鍵的一點。現在藉助Open Lab,業界已經討論如何去使能更多的使用者案例。目前智慧停車、智慧水錶、智慧追蹤等使用者案例已經完成實驗室驗證。“預計今年下半年就會有NB-IoT商用的網路,明年將會規模部署,這是我們整個產業的大概期望。”餘泉表示。 對於NB-IoT發展的挑戰,餘泉表示萬事開頭難,但蜂窩產業發展幾十年,擁有開放合作的傳統,才能達到今天的成就。“我相信NB-IoT產業也會重複這樣的開放合作,為運營商、垂直客戶帶來新的商業成功,同時對整個社會,對整個的經濟起到非常好的促進作用。”餘泉介紹。

助運營商開啟百億聯接市場

據悉,當前只有10%的IoT應用是基於蜂窩網路的,蜂窩網路具備覆蓋優勢和成本優勢,華為已經做好了在2016年內完成商用的準備。華為方面表示,華為在IoT市場最關鍵的一步就是“幫助運營商開啟一個百億聯接市場”。 同時,在GSMA NB-IoT Forum的倡導之下,華為與運營商共同建立開發實驗室,加強企業間合作。目前,華為已與中國移動、阿聯酋電信、LG Uplus、上海聯通、義大利電信和沃達豐在全球成立六個NB-IoT開放實驗室,專注於NB-IoT的聯合創新、產業發展、整合驗證,探索全新的商用案例與商業模式,並將成果整個行業。 據瞭解,華為與移動運營商沃達豐將聯手建立NB-IoT開放實驗室,以推動NB-IoT技術的發展和推廣。使用預標準NB-IoT技術的NB-IoT開放實驗室將研究網路解決方案驗證、新應用創新、裝置整合、業務模式研究以及產品合格驗證等。[5]

NB-IoT規模化商用在即

2016年6月16日,在韓國釜山召開的3GPPRAN全會第七十二次會議上,NB-IoT作為大會的一項重要議題,其對應的3GPP協議相關內容獲得了RAN全會批准,標誌著受無線產業廣泛支援的NB-IoT標準核心協議的相關研究全部完成。標準化工作的成功完成也標誌著NB-IoT即將進入規模商用階段,物聯網產業發展蓄勢待發。 隨著標準的凍結,將有更多的產業鏈企業加入NB-IoT陣營,這將促使NB-IoT迅速規模化商用。NB-IoT的商用也將構建全球最大的蜂窩物聯網生態系統。如此一來,2016年下半年將湧現出更多的商業應用已是鐵板釘釘。窄帶物聯網巨大的“藍海”市場已經開啟,並將在未來出現爆炸式增長。據GSMA預測,到2020年全球互聯裝置將會到達270億,其中100億為移動連線裝置。[7]

上海聯通打造全球首個NB-IOT樣板

編輯 2010年起,上海聯通率先開展了以使用者感知為導向的“全業務服務體系”建設,實現企業發展的“雙輪驅動模式”,以“發展”為前輪,快速擴充套件市場;以“服務”為後輪,糾偏平衡確保企業發展。五年時間,上海聯通取得了收入翻番、利潤翻番、使用者規模翻番、網路規模翻番、客戶滿意度逐年提升的優秀成績。[8] 然而,轉型壓力仍然巨大。上海市的行動通訊市場已經是一個完全飽和的市場,人口紅利已近消失。更多是深挖存量市場、維護現有使用者,在優質的移動寬頻網路下為使用者提供更加豐富多彩的優質內容,培養流量使用習慣。 在集團層面,網路創新轉型一直以來也是極為重要的課題,曾明確提出“網路創新轉型不能再是單獨的就網路說網路,必須要能支撐市場業務或者支撐模式創新”。 今年2月,上海聯通運維部與集客部在對於網路創新轉型進行了一系列的探討,將方向定在了萬物互聯上。萬物互聯大幅增長對網路的壓力是什麼?上海聯通相關負責人告訴C114,當時主要考慮的是連線數。物的連線增長沒有歷史資料、範圍又廣,無法預估,如遇突發情況,信令連線會“爆掉”。 出於這一考慮,上海聯通與眾多合作伙伴進行了深入的交流,當時NB-IOT的前身LTE-M(C114注:今年9月由國際電聯正式命名為NB-IOT)進入其視線。LTE-M可以有效解決物聯網方面的問題,且後續有著良好發展前景,上海聯通最終以此為基礎,攜手合作夥伴在位於金橋的寧橋路機房進行部署。 然而,4.5G有什麼業務可作切入?在對眾多行業進行考量後,雙方於4月確定先從兩個業務入手,分別是智慧停車和智慧水錶。這兩個業務從晶片成熟度一直到下游合作廠商整個產業鏈相對比較成熟,具有良好的持續性。業務確定後就進入了馬不停蹄的快速建設中,5月、6月,趕在7月亞洲移動大會·上海站之前正式上線,並在大會上隆重展示。 上海聯通在寧橋路的兩個停車場,共計20多個停車位,全部安裝了帶有4.5G NB-IOT晶片和一個地磁感應晶片的監測器,資料先傳輸到5樓的基站、再傳到1樓的創新孵化基地,通過機房的集中管理平臺實現更加智慧的停車功能。與傳統的停車方案相比,智慧停車業務改變了需通過中繼閘道器收集資訊再反饋給基站所存在的複雜網路部署、多網路組網、高成本、大容量電池等諸多問題,可以實現整個城市一張網,便於維護和管理,與物業分離更易定址安裝等優勢。 當前抄表方案存在著深度覆蓋差、功耗大、成本高的挑戰。而智慧水錶業務通過在水箱裡面整合一塊帶有特殊晶片的電路板,不但可以實現更為精準的抄表資料傳輸,更可以智慧監測控制水箱開關,凸顯了NB-IOT技術在覆蓋增強方面的優勢。 擁抱萬物互聯 構建共贏生態 中國聯通將智慧城市的試驗基地紮根在上海,上海成為其探索智慧交通生活的前沿陣地。而上海聯通早在2011年就開始發展物聯網業務,其中最為突出的便是車聯網應用。 上海聯通打造了多項智慧“沃”交通的整體解決方案,從資料通訊傳輸能力的提供者到車聯網(Telematics)及相關服務的提供者,從傳統業務平臺的提供者到資訊平臺,乃至商務平臺的系統整合者,各個領域均有不少成功案例。無論是寶馬的“互聯駕駛”、巴士公司的“智慧出租”,還是116114的“一鍵導航”,上海聯通皆交出了一份出色答卷。 作為寶馬“互聯駕駛”的一級供應商,中國聯通一方面為寶馬公司提供基礎的3G行動通訊服務(MNO);另一方面,整合自身資訊服務能力和寶馬的其他供應商的專業能力,共同提供Telematisc服務平臺系統整合(TSSP)、呼叫中心(CallCenter)和資訊內容服務(Content)等整合的汽車資訊化服務。這是中國運營商第一次以整體服務提供商的角色參與車廠前裝車載資訊服務(Telematics)專案。 據前述負責人介紹,到今年為止,上海聯通物聯網使用者已經突破了100萬(卡),其中4成是3G,主要是車載物聯網;6成是2G,包括POS機、小區儲物櫃等。未來3-5年間,其物聯網連線數量預計將有百倍規模增長。上海聯通希望“網路創新可以更好地適應萬物互聯時代到來”,前臺部門、網路建設維護部門都將參與到這個領域中來。 全球首個NB-IOT樣板如何打造 全球首個NB-IOT樣板如何打造(3張)  [8]

華為聯手沃達豐建立NB-IoT開放實驗室

編輯 2016年2月22日,華為與移動運營商沃達豐將聯手建立NB-IoT開放實驗室,以推動NB-IoT技術的發展和推廣。[9] 使用預標準NB-IoT技術的NB-IoT開放實驗室將研究網路解決方案驗證、新應用創新、裝置整合、業務模式研究以及產品合格驗證等。
  沃達豐集團研發總監兼NB-IoT論壇主席LukeIbbetson表示:“隨著該技術在即將到來的2017年初實現商業部署,與開發商和解決方案提供商共同構建一個生態系統將變得至關重要。”
  NB-IoT技術將通過更加有效地連線需要較長電池壽命的物件從而擴大物聯網(IoT)的應用。預計在2016年底或2017年初出現第一批由NB-IoT技術連線的裝置。
  沃達豐與華為將該技術融入現有位於西班牙的行動網路,然後將首個預標準NB-IoT資訊傳送至安裝在水錶中的u-blox模組。
  該試驗將被併入NB-IoT開放實驗室聯合會。[9]

華為攜手沃達豐完成首個NB-IoT商用測試

編輯 沃達豐和華為都宣稱,此次商用測試,將NB-IoT與現有網路基礎設施融合,是世界上首個利用此技術的測試。華為還表示這次測試僅僅是NB-IoT裝置一系列可能性的開始;在未來還會出現各種企業應用,例如公用事業水錶、感測監測以及資產跟蹤等。 華為無線網路業務部總裁汪濤(David Wang)表示:“NB-IoT技術已經得到了業界的認可。通過與沃達豐的聯合創新,進一步加強了我們為客戶提供創新解決方案、幫助客戶滿足業務需求以及引領技術和產業生態系統發展的願景。我們將與沃達豐一起,構建一個網路連線更發達的世界。” 沃達豐集團架構和創新事業部總監Matt Beal稱,此次演示證明了運營商在IoT領域的作用---M2M已經是一個成功且不斷成長的市場。他說道:“沃達豐已經引領了NB-IoT的發展,授權頻譜LPWA技術已經得到了業界廣泛的支援。此次與華為合作完成的首次商用測試也進一步說明了這一點。一旦正式商用後,NB-IoT將為企業客戶帶來切實的利益,更多裝置將會通過網路連線至IoT。”[2] 華為攜手沃達豐完成首個NB-IoT商用測試 華為攜手沃達豐完成首個NB-IoT商用測試(3張)

為物聯網而生:NB-IOT開啟廣袤市場空間

編輯 人與人之間的通訊規模已近天花板,物與物的則剛剛進入增長快車道。隨著可穿戴、車聯網、智慧抄表等新興市場的開啟,工業4.0、智慧城市、智慧農業等理念照進現實,萬物互聯的時代正加速到來。[10] 物聯網(IoT)的未來充滿想象空間。華為認為,到2025年全球將有1000億個連線,其中大部分與物聯網有關。 物聯網對連線的要求與傳統蜂窩網路有著很大不同,窄帶蜂窩物聯網(NB-IOT)由此應運而生。這一由電信行業推動的新興技術擁有覆蓋廣、連線多、速率低、成本低、功耗少、架構優等特點,極具商用潛力。 Machina預測,NB-IOT未來將覆蓋25%的物聯網連線。對面臨使用者飽和、OTT衝擊的運營商來說,NB-IOT將叩開廣袤的新市場,帶來三倍以上的連線增長;而對正積極轉型升級的傳統行業從業者而言,它在適應場景、網路效能、可管可控及可靠性等方面亦具備運營商網路的先天優勢。 何為NB-IOT? 人口紅利消逝和流量營收“剪刀差”下,物聯網成為運營商新的收入增長源泉。以沃達豐為例,其2015財年移動使用者數增幅僅3%,物聯網連線數增幅則達到33.5%,相關業務收入增長亦達24.7%。但傳統2G、3G4G技術並不能充分滿足物聯網裝置低功耗、低成本的連線需求。 NB-IOT的誕生並非偶然,寄託著電信行業對物聯網市場的憧憬。其前身可以追溯至華為與沃達豐於2014年5月共同提出的NB-M2M。 由這兩家公司首倡的窄帶蜂窩物聯網概念一經提出即得到了業界的廣泛認可,隨後高通愛立信等越來越多的行業巨頭加入到這一方向的標準化研究中。為了促進標準的統一有利於產業發展,最終3GPP在2015年9月RAN全會達成一致,確立NB-IoT為窄帶蜂窩物聯網的唯一標準,並立項為Work Item開始協議撰寫,預計將於2016年6月的3GPP R13凍結。 NB-IoT在物聯網應用中的優勢顯著,為傳統蜂窩網技術及藍芽Wi-Fi等短距離傳輸技術所無法比擬。首先其覆蓋更廣,在同樣的頻段下,NB-IOT比現有網路增益20dB,覆蓋面積擴大100倍。 其次是對海量連線的支撐能力,NB-IOT一個扇區能夠支援10萬個連線。目前全球有約500萬個物理站點,假設全部部署NB-IOT、每個站點三個扇區,那麼可以接入的物聯網終端數將高達4500億個。 同時NB-IOT的功耗更低,僅為2G的1/10,終端模組的待機時間可長達10年。在成本上也將更低,模組成本有望降至5美元之內。未來隨著市場發展帶來的規模效應和技術演進,功耗和成本還有望進一步降低。 此外,在支援大資料方面,NB-IoT連線所收集的資料可以直接上傳雲端,而藍芽、Wi-Fi等技術則沒有這樣的便利。 NB-IOT實踐與成果 儘管標準制定尚未完成,NB-IOT應用已經逐漸鋪開,並在實踐中得到了各方肯定。2015年世界行動通訊大會(MWC 2015)期間,沃達豐與華為就聯合展示了智慧抄表業務。 廣東聯通積極響應國家“網際網路+”戰略,與華為針對NB-IOT展開合作,成立物聯網聯合創新專案組。結合聯通在平臺、網路和運營的強項與華為在標準、晶片和模組成本的優勢,共同探索並實施可落地的物聯網業務,通過真實的業務需求和場景將NB-IOT技術與之相融合,推進物聯網產業發展。雙方選擇了社會價值較大、產業鏈相對成熟的智慧停車等為切入點。 隨著國內生活水平的提高,汽車已經進入尋常百姓家,但也帶來“停車難”等問題——據調查,平均每位司機有20%的時間用在尋找停車位上,而廣東作為國內發達省份之一,這一現象更為突出。 在深圳,智慧停車業務已經開始推行,使用者只要安裝看APP即可通過收據查詢附件停車位,並可支援導航等功能。與傳統的停車方案相比,這一基於NB-IOT的試點改變了需要通過中繼閘道器收集資訊再反饋給基站所存在的複雜網路部署、多網路組網、高成本等諸多問題,真正實現整個城市一張網,便於維護和管理。 與智慧停車類似,NB-IoT在智慧農業、智慧製造等低功耗廣域網領域也具有著廣泛的應用前景。由於應用場景特殊帶來的高技術要求,這些應用一直缺乏專有的無線技術,NB-IOT可以很好地填補這一市場空白,從而支撐物聯網向更廣大的領域發展。 共建生態擁抱萬物互聯 一項技術由紙面到商用離不開一個強大生態系統的支撐。長期以來,物聯網連線技術各自為戰,從晶片到系統各方採用的規範不一,造成大規模部署的瓶頸。 如今,圍繞NB-IOT的生態已初步成型,並在持續擴大中,擁抱萬物互聯的條件開始成熟。在網路裝置供應商層面,華為、愛立信等領導者均已推出了基於NB-IOT的端到端解決方案。 運營商層面,中國移動中國聯通以及沃達豐、德國電信、阿聯酋電信、義大利電信、AT&T等全球頂尖運營商皆就NB-IOT釋出了各自的發展計劃,並展開試點。 垂直行業中,越來越多廠商開始採用NB-IOT技術來提升競爭力。比如具備智慧追蹤、超距告警、電子鎖控制、電池監控等功能的智慧拉桿箱,還有廠商推出了具備位置定位防盜功能及資訊上傳、跟蹤功能的智慧自行車。此外,在市政的路燈和垃圾管理、環境監測和畜牧養殖灌溉等領域,NB-IOT的部署亦日益增多。[10]

電信業謀利物聯網:NB-IoT終結“碎片化”

編輯 低迷多時的電信運營商似乎找到了新增長點。2015年11月4日,在香港舉辦的MBB會議(全球移動寬頻論壇)上,沃達豐電信集團呼籲全球運營商儘快商用NB-IoT(NarrowBand-IoT)技術。NB-IoT是目前主流電信運營商、裝置商針對物聯網市場在全球標準組織3GPP提出的最新技術。[11] 電信行業憧憬物聯網市場已達10年之久,但由於傳統2G、3G、4G網路並不滿足物聯網裝置低功耗、低成本的要求,一直以來,大部分物聯網裝置在聯接時主要使用Wi-Fi、藍芽等免費技術,運營商很難從中獲利。目前,全球聯網的物聯網終端約40億個,但接入運營商行動網路的終端只有2.3億個左右,運營商在物聯網市場佔比不足6%。 不過,針對物聯網提出的NB-IoT有可能給運營商帶來3倍增量。據華為輪值CEO胡厚昆介紹,NB-IoT能夠讓接入運營商網路的物聯網終端在2020年達到10億個。或許正是這個原因,NB-IoT被沃達豐主管LukeIbbeston稱之為“擁有巨大潛力的商業藍海”。

電信商押寶物聯網

在全球71億的移動使用者數前,2.3億個物聯網聯接確實佔不了多少比重,但移動使用者已經飽和,而物聯網才剛剛起步,所以這是電信行業為數不多的幾個值得期待的業務。 當前,多數電信運營商遭遇增長停