华为NB-IoT模块如此青睐的原因

作者:系统集成网 来源:系统集成网 2017-12-21 14:17 标签:物联网(7)华为NB-IoT模块(1)

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带蜂窝物联网)作为3GPP R13一项重要课题,其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准,正式宣告了这项受无线产业广......

 NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带蜂窝物联网)作为3GPP R13一项重要课题,其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准,正式宣告了这项受无线产业广泛支持的NB-IoT标准核心协议历经2年多的研究终于经全部完成。
 
华为也在今年的世界移动大会物联网峰会上正式面向全球发布了端到端NB-IoT解决方案,使物联网成为运营商未来的基础类业务之一。解决方案主要包括:Huawei LiteOS与NB-IoT芯片使能的智能化终端方案、平滑演进到NB-IoT的eNodeB基站、可支持Core in a Box或NFV切片灵活部署的IoT Packet Core、基于云化架构并具有大数据能力的IoT联接管理平台等,满足了运营商IoT业务低功耗广域覆盖的核心需求。
 
据相关报道,国内三大运营商的物联网连接用户数总计已接近一亿户。而据中国科学院物联网研究发展中心预计,2016年国内物联网行业的整体收入将超过一万亿元。如今物联网技术在行业应用的比例逐年提高,渗透生产制造、交通物流、健康医疗、消费电子、零售、汽车等应用行业。万物互联的时代正以极其迅速的脚步走进我们的生活。
 
物联网的无线通信技术很多,主要分为两类:一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术;另一类是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网),即广域网通信技术。LPWA又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
按照网络传输速率分类,如图。
 
由上图可知,高速率业务主要使用3G、4G技术;中等速率业务主要使用GPRS技术。低速率业务目前还没有很好的蜂窝技术来满足,而它却有着丰富多样的应用场景,很多情况下只能使用GPRS技术勉力支撑。
 
所以基于对对蜂窝物联网这一趋势和需求的敏锐洞察,2013年初,华为与业内有共识的运营商、设备厂商、芯片厂商一起开展了广泛而深入的需求和技术研讨,并迅速达成了推动窄带蜂窝物联网产业发展的共识,NB-IoT研究正式开始。NB-IoT标准具体演变历史是怎样的?你接着往下看。
 
NB-IoT标准演变历史
 
2013年初,华为与相关业内厂商、运营商展开窄带蜂窝物联网发展,并起名为LTE-M(LTE for Machine to Machine)。在LTE-M的技术方案选择上,当时主要有两种思路:一种是基于现有GSM演进思路;另一种是华为提出的新空口思路,当时名称为NB-M2M。
 
2014年5月,由沃达丰,中国移动,Orange,Telecom Italy,华为,诺基亚等公司支持的SI “Cellular System Support for UltraLow Complexity and Low Throughput Internet of Things” 在3GPP GERAN工作组立项,LTE-M的名字演变为Cellular IoT,简称CIoT。
 
2015年4月,PCG(Project Coordination Group)会议上做了一件重要的决定:CIoT在GERAN做完SI之后,WI阶段要到RAN立项并完成相关协议。
 
2015年5月,华为和高通在共识的基础上,共同宣布了一种融合的解决方案,即上行采用FDMA多址方式,下行采用OFDM多址方式,融合之后的方案名字叫做NB-CIoT(Narrow Band Cellular IoT)。
 
2015年8月10日,在GERAN SI阶段最后一次会议,爱立信联合几家公司提出了NB-LTE(Narrow Band LTE)的概念。
 
2015年9月,RAN#69次会议上经过激烈讨论,各方最终达成了一致,NB-CIoT和NB-LTE两个技术方案进行融合形成了NB-IoT WID。NB-CIoT演进到了NB-IoT(Narrow Band IoT)。
 
2016年6月16日,NB-IoT R核心协议在RAN1、RAN2、RAN3、RAN4四个工作组均已冻结。性能规范在3GPP RAN4工作组,计划在9月份结束。性能规范NB-IoT与eMTC同时进行,计划同时完成。
 
NB-IoT解决方案的实际应用展示
 
下面介绍几个NB-IoT相关应用,让你更加深刻的了解它的含义。
 
(1)华为/中国联通的NB-IoT智能停车解决方案:基于华为NB-IoT模块推出的这套智能停车系统将能实现预定、转租停车位等功能,低功耗和高穿透能力使得这个方案更具可靠性。目前该停车系统已经在上海迪士尼试商用。
 
(2)中兴通讯/中国移动的智能井盖:该方案通过全方位监管井盖状态,在井盖被打开、移位等情况下,可实现及时警告。NB-IoT技术具有的低成本、广覆盖、低功率、大连接等特征,能有效提高智能井盖监控系统的覆盖区域,消除覆盖死角,降低建设维护成本。
 
(3)中国移动/爱立信/英特尔的环境检测应用:采用了英特尔最新的NB-IoT芯片(XMM7115),可以实时监测到环境的PM值、温度、湿度、光感亮度等。
 
NB-IoT发展与挑战
 
首先说一下NB-IoT解决方案的优势与价值:1,覆盖广且深:比GPRS覆盖增强20dB+;2,低功耗:基于AA电池,使用寿命可超过10年;3,低成本;4,大连接:50k+用户容量/200kHz小区。
 
NB-IoT技术的凭借着以上优势吸引了全球主流运营商和设备商的亲睐,随着标准的冻结,在今年9月份NB-IoT将会迎来商用。据相关报道,中国联通计划今年底明年初推进重点城市的NB-IoT的商用部署。此外,工信部也在4月召开了窄带IoT工作推进会,欲在年底建设基于NB-IoT标准的规模外场实验。据相关市场调查,今年年底全球将有50家主流运营商支持NB-IoT,NB-IoT未来将覆盖物联网联接的1/4,到2020年M2M设备可达到70亿个连接数。
 
NB-IoT作为一个全新标准的技术,受到来自Sigfox和LoRa技术的竞争压力(产业链较为成熟,商业化应用较早)。不过Sigfox和LoRa属于非授权频段,不被运营商和设备商看好。尽管NB-IoT市场前景广阔,但火热背后也存在着价格战。NB-IoT成本极低,大规模应用下成本将降至1美元,目前单个连接模块还停留在5美元。而蓝牙、Thread、ZigBee三种标准的芯片价格在2美元左右,仅支持其中一种标准的芯片价格还不到1美元,这种价格差距让企业思考NB-IoT时不得不考虑成本优势问题,虽然运营商正在积极推动,最终要真正实现技术的产品化还有很长的一段路要走。

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