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物联网将开启低功耗大连接的序幕

2017-02-03 14:31
Timeless落尘
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2016年6月16日,3GPP RAN全会第72次会议在韩国釜山顺利结束。NB-IoT (Narrow Band Internet of Things,窄带蜂窝物联网)作为3GPPR13一项重要课题, 其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准,正式宣告了NB-IoT标准的核心协议即将冻结。标准化工作的成功完成也标志着NB-IoT即将进入规模商用阶段。

NB-IoT:抢滩低速率物联网市场

近年来,物联网技术在行业应用中的比例逐年提高。以沃达丰为例,尽管业务比例在总收入中仍然很小,不足1%,但成长迅速,沃达丰的物联网业务收入从2011年的1.25亿英镑快速增长至2015年的3.72亿英镑,增速惊人。据市场研究机构Gartner预测,2016年全球将会使用64亿个物联网设备,届时每天将有550万个设备连网,在2016年与消费者物联网硬件及应用相关的市场规模应可达到5460亿美元, 而企业物联网领域的支出则会高达8680亿美元。

“万物互联”实现的基础之一在于数据的传输,不同的物联网业务对数据传输能力和实时性都有着不同要求,根据传输速率的不同,可将物联网业务进行高、中、低速的区分:

高速率业务:主要使用3G、4G技术,例如车载物联网设备和监控摄像头,对应的业务特点要求实时的数据传输;

中等速率业务:主要使用GPRS技术,例如居民小区或超市的储物柜,使用频率高但并非实时使用,对网络传输速度的要求远不及高速率业务;

低速率业务:业界将低速率业务市场归纳为LPWAN(Low Power Wide Area Network)市场,即低功耗广域网到目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉强支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

物联网中的低速率业务(LPWAN)正是NB-IoT起源的土壤,NB-IoT的出现对LPWAN领域影响重大,使得该方案具备了通信层技术基础,有效节约了成本,促进了该领域物联网技术的加速渗透。

在近几年中,为了应对物联网的需求,运营商向各行业提供M2M业务。此前,这些M2M业务大多采用GPRS的方式,但其中不少终端也具有低数据速率要求。当LPWAN技术开始商用时,GPRS在成本、功耗、覆盖等方面的不足暴露出来,不少应用场景更适合采用LPWAN方式。

根据中国移动的数据,截止2015年底其M2M接入终端数量已超过6000万, 而到2016年底这一数字可能超过1亿,这是一个庞大的终端群体。随着2G 网络退网提上议事日程,未来这一存量群体中窄带终端向NB-IoT网络的迁移的策略也提上议事日程。

NB-IoT优势显著,解决“长尾”智能终端的通信层问题

NB-IoT在物联网应用中的有很多明显优势:

覆盖更广:在相同频段,NB-IoT比现有网络增益20dB,覆盖面积扩大100 倍,明显优于传统蜂窝网技术及蓝牙、Wi-Fi等短距离传输技术;

可支持海量连接:NB-IoT的一个扇区能够支持多达10万个连接。以目前全球现存的约500万个基站为基础,如果全部部署NB-IOT,每个基站3个扇区, 则可接入的终端将高达4500亿个;

功耗低:NB-IoT功耗仅为2G的1/10,终端模块待机时间可长达10年;

支持大数据:NB-IoT智能传感器终端所采集的数据可以直接上传云端,相比于蓝牙、Wi-Fi优势明显。

物联网设备从终端角度来看,呈现出明显的多样化特征。物联网设备既包括高频的实施视频监控,以及中频的POS机,也包含大量的频次使用极低的物联网终端设备。但与巨量低速率业务需求不匹配的是到目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉强支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题,从而形成了巨大的“长尾”市场空间。

而NB-IoT的出现和未来的逐渐商用,弥补了物联网通信层的短板,为大量“长尾”物联网设备创造了低成本的统一通信层。如同在移动互联网中,人们在智能手机和平板电脑上创造了丰富的应用,以响应各种形式的“长尾”需求,基于NB-IoT 的物联网,将催生比移动互联网更为丰富的“长尾”应用。

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