2015年9月份,全球通信业对共同形成一个低功耗、广域覆盖(lpwa)的物联网标准达成共识, nb-iot标准应运而生。而今年,随着nb-iot即将完成测试,正式进入商用阶段,业界对于它的关注度和讨论也是逐渐升温。
一、为什么nb-iot会出现?
据预测,2016年全球将会使用64亿个物联网设备每天将有550万个设备连网,而“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。目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过gprs技术勉力支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。
也就是说目前低速率业务市场急需开拓,而低速率业务市场其实是最大的市场,如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器,此类设备在生活中出现的频次很低,但汇集起来总数却很可观,这些数据的收集用于各类用途,比如改善城市设备的配置等等。
而nb-iot就是一种新的窄带蜂窝通信lpwan(低功耗广域网)技术,可以帮助我们解决这个问题。
二、nb-iot的优势是什么?
作为一项应用于低速率业务中的技术,nb-iot的优势不难想象:
强链接:在同一基站的情况下,nb-iot可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。举例来说,受限于带宽,运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口,而一个家庭中往往有多部手机、笔记本、平板电脑,未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联网就成了一个棘手的难题。而nb-iot足以轻松满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。
高覆盖:nb-iot室内覆盖能力强,比lte提升20db增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例,过去gprs的方式需要伸出一根天线,车辆来往极易损坏,而nb-iot只要部署得当,就可以很好的解决这一难题。
低功耗:低功耗特性是物联网应用一项重要指标,特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,它们不可能像智能手机一天一充电,长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。nb-iot聚焦小数据量、小速率应用,因此nb-iot设备功耗可以做到非常小,设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。
低成本:与lora相比,nb-iot无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例,900mhz里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2g的频段,就可以直接进行lte和nb-iot的同时部署。
低速率、低功耗、低带宽同样给nb-iot芯片以及模块带来低成本优势。模块预期价格不超过5美元。
不过,nb-iot仍有着自身的局限性。在成本方面,nb-iot模组成本未来有望降至5美元之内,但目前支持蓝牙、thread、zigbee三种标准的芯片价格仅在2美元左右,仅支持其中一种标准的芯片价格不到1美元。巨大的价格差距无疑将让企业部署nb-iot产生顾虑。
此外,大部分物联网场景如智能门锁、数据监测等并不需要实时无线联网,仅需近场通信或者通过有线方式便可完成。若更换nb-iot,是否物有所值?
三、nb-iot的产业链
相对于传统产业,物联网的产业生态比较庞大,需要从纵向产业链和横向技术标准两个维度多个环节进行分析。
对于低功耗广域网络,从纵向来看,目前已形成从“底层芯片—模组—终端—运营商—应用”的完整产业链。
而其中,芯片在nb-iot整个产业链中处于基础核心地位,现在几乎所有主流的芯片和模组厂商都有明确的nb-iot支持计划。
华为收购公司neul的芯片实现的比较早,已有测试样片;
高通的芯片预计会在2016年四季度阶段发布,而且高通的芯片是nb-iot和emtc双模的芯片;
intel的芯片预计今年四季度会提供第一批的芯片,但是主要是以测试为主,商用芯片也是在明年年初发布;
mtk的芯片也在研发当中,明年上半年会发布;
中兴微、大唐的芯片也都在研发当中。
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