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NB-IoT原力觉醒 看三大运营商如何借势突围?

导读: 5G标准架构下的物联网将以NB-IoT和LTE-eMTC为基础。NB-IoT标准核心协议历经2年多的研究已全部完成,预期2017年开始进入商业化运营,这期间还将突破一些关键技术。

  引言

  5G标准架构下的物联网将以NB-IoT和LTE-eMTC为基础。NB-IoT标准核心协议历经2年多的研究已全部完成,预期2017年开始进入商业化运营,这期间还将突破一些关键技术。

  虽然IoT的新闻层出不穷,但最重磅的消息无疑是5G 和LPWA (低功耗广域技术)的原力觉醒,成为产业链进军物联网市场的关键。产业链各方已在着力推进商业化运营,前所未见的业务模式和服务将层出不穷。置身其中,运营商如何与之亲密接触?

  IoT发展催生LPWA兴起 运营商借船出海

  IoT时代将有数百亿个物体接入网络,而传统的接入技术包括近距离无线接入技术和移动蜂窝网技术均有“硬币的两面”。

  中国联通网研院物联网团队负责人胡云表示,运营商对IoT千亿市场寄予厚望,但以往通信网络是为人服务,而物联网中物与物的通信并不如人与人的通信一样,总是追求高速率带宽以及频繁充电的方式,业务特性、连接需求、场景差异化较大,因而催生了LPWA (低功耗广域)的兴起,以构建低带宽、低功耗且强覆盖的网络应对IoT时代的到来。

  NB-IoT原力觉醒 看三大运营商如何借势突围?

  伴随5G演进全产业链的发力,LPWA技术还将搭上5G进入物联网市场的“顺风车”。

  “一方面,运营商传统通信业务基本以固定流量打包收费模式为主,将来很难产生更高收入,未来通过哪些新的业务发展需求来有效提升营收成运营商关注重点。

  另一方面,5G明确了三大类应用场景,其中低功耗大连接、低时延高可靠主要面向IoT,将产生新的价值和新商业模式。不仅可发挥运营商技术和产业优势,构建面向垂直行业的融合生态环境,还可支撑运营商突破传统瓶颈,拓展蓝海市场。”在近日举办的蜂窝NB-IoT及eMTC发展论坛上,中国移动研究院无线及终端技术研究所所长杨光表明运营商将借5G取道物联网产生新“利润池”。

  NB-IoT原力觉醒 看三大运营商如何借势突围?

  目前LPWA技术阵营众多。杨光介绍,在蜂窝物联网承载技术方面,一是现有2G、3G、4G技术,但其对物的覆盖不占优;二是局部优化方案,包括基于LTE空口优化的eMTC,可对低功耗大连接需求进行定制优化,但有一定局限性;三是深度优化技术,包括NB-IoT技术,其是按照低功耗大连接低时延目标来设计的,占据优势。而在非蜂窝物联网承载技术方面,包括LoRa、Sigfox等,以及基于IT领域的设计技术,主要使用非授权频谱来简化协议,降低射频指标要求。

  “LPWA技术成物联网应用的重点切入点,将占整体方案的60-70%,如果能够发展起来,对于物联网大连接战略具备先导性。”杨光强调。最新预测显示,到2023年LPWA的M2M物联网连接数会超过移动蜂窝网技术,将达30亿个以上。

  突破NB-IoT关键技术 发力三大类应用

  因而,运营商的重心要转向改变目前物联网应用对移动蜂窝网络的强依赖性,尽快形成与现有移动蜂窝网络相隔离的LPWA专网,并利用自身的丰富资源来实现LPWA专网的全面覆盖。而LPWA专网作为物联网应用的接入部分,各技术路线发展不仅取决于其技术先进性,还取决于面向业务面向需求时能否展示在低功耗、强覆盖、低成本、大连接方面的“强势”。

  而5G标准架构下的物联网将以NB-IoT和LTE-eMTC为基础。NB-IoT标准核心协议历经2年多的研究已全部完成,预期2017年开始进入商业化运营,这期间还待突破一些关键技术。

  中国电信广州研究院移动通信研究所所长王庆扬对此表示,NB-IoT关键技术侧重以下几个方面:

  一是载波频宽为200KHz,除去保护带后有效频宽180KHz,相当于LTE系统的1个RB;

  二是三种不同的工作模式,Stand-alone是为NB-IoT设置独立的载波,Guard band是指NB-IoT工作于LTE系统的保护带,In-band是指NB-IoT占用LTE载波的任意一个PRB,但逻辑上仍是独立系统。

  三是在无线网方面,通过多种方式简化空口、降低功耗、增强覆盖;

  四是核心网层面,控制面优化是必选方案,用户面优化为3GPP可选方案,控制面优化预计年底将支持。

  五是拥塞控制和速率控制。

  在网络部署方面,要考虑构建基于虚拟化架构的面向物联网的整体解决方案。王庆扬表示,由于物联网用户大连接、小数据包、节电需求,与LTE话务模型及功能差异大,因此建议核心网独立部署。并且,网络虚拟化符合网络发展趋势,可实现动态扩缩容,提高资源利用率。此外,无线网络要尽量低频,可基于全覆盖的800M LTE网络部署NB-IoT,让基站同时支持LTE和NB-IoT,NB-IoT与800M LTE基站共享基带、射频及天馈资源。 同时,为了规避可能的频率干扰,并考虑LTE 800后续演进的灵活性,优先考虑独立工作模式。

  NB-IoT原力觉醒 看三大运营商如何借势突围?

  在应用层面,智能家居、智能抄表、物流、智慧楼宇、智能穿戴、工业物联等都是NB-IoT的主攻方向。杨光表示,NB-IoT先发的应用领域主要有三类:一是抄表,水电燃气热力之类,国内将达3亿-4亿量级。二是与消费者相关的智能家居、智能物流等,伴随窄带物联网的发展,技术提升以及成本降低,将提供更多信息,产生更多数据,催生更多的服务。三是智慧城市,将实现高价值的、有特色的定制化连接。

  运营商积极拥抱NB-IoT 仍面临多重考验

  “在IoT产业价值链,管道部分只占15-20%,运营商对其期望不能太高,应尽量以较少投资提供管道能力,而45-65%是应用服务能力,具备更高的价值链,但IoT行业大多是垂直行业,有稳定性、灵活性等要求,而运营商大多提供普遍性的移植方案,实现个性化和灵活性方案有一定难度。但通过与合作伙伴的共同协作,将会逐一破解这些问题。”王庆扬指出。

  掘金下一代物联网已是运营商共识,运营商都在竞相为应用提供LPWA覆盖,尽管这些应用可能每个月仅产生几美分的连接收入,但运营商显然看重的是后续的“平台”服务潜力,纷纷加快部署。

  “中国电信在积极跟进NB-IoT技术发展,并今年正式立项对NB-IoT关键技术、终端和业务开展研发。”王庆扬介绍说,“在技术与标准研究方面,一直跟进标准化进展,开展关键技术研究及实验室验证测试,预计9月进行终端能力实验室验证测试、覆盖及容量的仿真与测试验证及现场试验。在终端与平台研发方面,着重业务需求及应用场景研究、终端产业链合作研发、业务平台合作研发。”

  而中移动将在Q3开始NB-IoT试演,明年实现小规模的商务部署。中国移动已成立了5G融合创新中心,提供端到端的实验室,可以做测试、研发和运维。杨光说到,因为很多IoT应用方向是明确的,但更多需要创新企业开展创新应用。

  胡云表示,联通也在不断提升管道能力。一方面不断提升IoT连接对高速业务需求,提升3G高清语音和VoLTE业务,另一方面积极引入NB/LTE-eMTC,开展NB-IoT业务试点及试验,2017年拟推进规模应用部署。同时在不断拓展平台服务能力和提升垂直行业端到端能力。“后续将大规模试验及商用,正推进北京、上海、广东、福建等城市的大规模组网试验及业务试商用,希望能够探索更多的业务模式,将来服务更多的业务及应用。” 胡云指出。

  虽然NB-IoT 在加速运营,但其他技术阵营亦不会将市场拱手相让。“LPWA众多技术能否成功,一是要看产业,广域局域各自有优势,更多的是管理水平的竞争。二是性能,需要在覆盖、连接数、功耗方面不断考量。三是成本,模组成本小于5美元,甚至未来要求2美元。四是模式。”杨光着重指出,“在这其中要注重一是确定开模尺寸大小形状,以前IoT没有做起来的重要原因就是模组太小众,开模成本对开发者形成巨大压力。二是平台,运营商应提供高带宽管理能力,开放统一接口,支持更多应用,并且远程本地都可调用。三是加强安全+认证,这将成应用重要考量。”

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