低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)紛爭(zhēng)
物聯(lián)網(wǎng),是半導(dǎo)體領(lǐng)域一個(gè)熱門話題,且發(fā)展異常迅速。據(jù)去年(2017年)年底市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights的一份預(yù)測(cè),汽車電子與物聯(lián)網(wǎng)將是近年增速最快集成電路IC應(yīng)用市場(chǎng),這兩類IC在2016年至2021年銷售額增速將比IC市場(chǎng)整體增速快70%。此前,麥肯錫還預(yù)估,到2025年,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的潛在經(jīng)濟(jì)總量將達(dá)到11.1萬(wàn)億美元。
考慮到生活中的應(yīng)用場(chǎng)景(如遠(yuǎn)程抄表、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能停車、位置追蹤等)時(shí),我們則更需要一種覆蓋廣、成本低、部署簡(jiǎn)單、支持大連接的物聯(lián)網(wǎng),因此低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)(Low-Power Wide-Area Network,簡(jiǎn)稱LPWAN)應(yīng)運(yùn)而生。并且,以這些應(yīng)用場(chǎng)景為主導(dǎo)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)量將占到物聯(lián)網(wǎng)總連接數(shù)的60%。
市場(chǎng)之大、應(yīng)用之廣,這塊蛋糕不可謂不誘人,這背后不僅是廠商之間的產(chǎn)品戰(zhàn)斗,更是幾大主流技術(shù)的江湖紛爭(zhēng)。經(jīng)過廝殺,有三大技術(shù)脫穎而出成為第一梯隊(duì),那就是NB-IoT、LoRa和eMTC,它們已經(jīng)各自初步建立了自己的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)),是專門為L(zhǎng)PWA類物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的全新技術(shù),具備廣覆蓋、大連接、低功耗、低成本的特點(diǎn),通過犧牲速率和時(shí)延性能,換取更極致的物聯(lián)網(wǎng)承載能力。
從發(fā)展歷史上看,這個(gè)技術(shù)名稱的確定都幾經(jīng)波折,并且有一個(gè)有名氣的國(guó)內(nèi)企業(yè)也頻頻出鏡。
早在2013年初,華為與相關(guān)業(yè)內(nèi)廠商、運(yùn)營(yíng)商展開窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,并起名為L(zhǎng)TE-M(LTE for Machine to Machine)。2014年5月,由沃達(dá)豐、中國(guó)移動(dòng)、Orange、意大利電信,華為,諾基亞等公司支持的物聯(lián)網(wǎng)超低功耗蜂窩系統(tǒng)項(xiàng)目在3GPP GERAN工作組立項(xiàng),LTE-M的名字演變?yōu)镃ellular IoT,簡(jiǎn)稱CIoT。2015年5月,華為和高通共同宣布了NB-CIoT(Narrow Band Cellular IoT)方案。2015年8月,愛立信聯(lián)合幾家公司提出了NB-LTE(Narrow Band LTE)的概念。2015年9月,NB-CIoT和NB-LTE兩個(gè)技術(shù)方案進(jìn)行融合形成了NB-IoT。
隨后在2016年NB-IoT R核心協(xié)議在RAN1、RAN2、RAN3、RAN4四個(gè)工作組均已凍結(jié)。
到了2017年11月份,有公開資料稱全球已商用的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)達(dá)到21張,包括:VDF西班牙,德電荷蘭,德電德國(guó),挪威Telia,中國(guó)電信,中國(guó)移動(dòng),中國(guó)聯(lián)通,韓國(guó)LGU+,KT,VDF荷蘭,VDF愛爾蘭,澳大利亞VHA,阿聯(lián)酋ET,香港CMHK,新加坡M1,意大利TIM,南非Vodacom等。并表示,2018年將達(dá)到100張。
不難看出,NB-IoT的發(fā)展一路順風(fēng)順?biāo)?,一方面得益于技術(shù)本身優(yōu)勢(shì),比如:1,廣覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益提高20dB,覆蓋面積擴(kuò)大100倍;2,它具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬(wàn)個(gè)連接;3,更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年;低的模塊成本。
另一方面,政策的推動(dòng)也是必不可少。
自2016年6月16日,NB-IoT 技術(shù)協(xié)議獲得3GPP無(wú)線接入網(wǎng)(RAN)技術(shù)規(guī)范組會(huì)議通過以來(lái),我國(guó)隨后就出臺(tái)一系列政策支持 NB-IoT 發(fā)展。
2017年5月,工信部發(fā)布《電信網(wǎng)編號(hào)計(jì)劃(2017年版)》,新編號(hào)中增加了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)號(hào),將“140XX~144XX”明確為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)號(hào)。
2017年6月16日,工信部下發(fā)《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)發(fā)展的通知》,《通知》對(duì)2017年到2020年的NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)、NB-IoT設(shè)備、NB-IoT芯片、NB-IoT模組、NB-IoT測(cè)試、NB-IoT應(yīng)用、NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,部署了“定量”的任務(wù)。
2017年6月20日,工信部發(fā)布2017年第27號(hào)公告,從三方面明確了 NB-IoT 系統(tǒng)頻率的使用要求。
1,在頻率使用方面,在不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)運(yùn)行的前提下,運(yùn)營(yíng)商可以使用已分配的 GSM 或 FDD 方式的 IMT 系統(tǒng)頻段來(lái)部署 NB-IoT,在頻率配置方式上,運(yùn)營(yíng)商可根據(jù)需要選擇帶內(nèi)工作模式、保護(hù)帶工作模式或者獨(dú)立工作模式。
2,在射頻技術(shù)指標(biāo)方面, 公告對(duì)NB-IoT 系統(tǒng)宏基站射頻技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)范,并明確了終端射頻技術(shù)指標(biāo)參照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3,在基站管理方面,明確了建設(shè)NB-IoT基站須取得無(wú)線電臺(tái)執(zhí)照,同時(shí)對(duì)800MHz、900MHz、1800MHz和2100MHz頻段NB-IoT系統(tǒng)基站的設(shè)置提出了具體的要求。
2017年8月7日,工信部批準(zhǔn)同意了部分單位提出的電信網(wǎng)碼號(hào)資源有關(guān)申請(qǐng),對(duì)2017年第10批《中華人民共和國(guó)電信網(wǎng)碼號(hào)資源使用證書》頒發(fā)結(jié)果進(jìn)行公示,其中就包括了物聯(lián)網(wǎng)號(hào)段分配。
再?gòu)倪\(yùn)營(yíng)商部署進(jìn)度和產(chǎn)業(yè)生態(tài)上看,三大運(yùn)營(yíng)商在NB-IoT的部署上也呈現(xiàn)加速模式。中國(guó)電信2017年6月底率先完成基于800MHz的 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)部署,全網(wǎng)31萬(wàn)基站實(shí)現(xiàn)同步升級(jí),建成了全球最大的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)聯(lián)通2017年5月15日在上海宣布建成 NB-IoT 試商用網(wǎng)絡(luò),積極布局基于 NB-IoT 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新業(yè)務(wù)。中國(guó)移動(dòng)在 2017 年半年報(bào)中表示,將在全國(guó) 346 個(gè)城市啟動(dòng)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),并于8月初發(fā)布2017-2018年蜂窩物聯(lián)網(wǎng)(主要為 NB-IoT 和 eMTC)工程無(wú)線和核心網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)與可行性研究集采公告,預(yù)估工程費(fèi)高達(dá)395億元;同時(shí)發(fā)布對(duì)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開展了預(yù)估總量為111萬(wàn)副的天線集采,預(yù)計(jì)年內(nèi)將實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)商用。
當(dāng)然,NB-IoT的發(fā)展更離不開芯片和模組等產(chǎn)業(yè)鏈上游廠商的發(fā)力。業(yè)內(nèi)一些“網(wǎng)紅”產(chǎn)品,大家一定很熟悉,如:華為的Boudica120、Boudica150;高通的MDM9206;聯(lián)發(fā)科的MT2625。與非網(wǎng)記者此次專題采訪的企業(yè)也有自己產(chǎn)品的部署,QORVO的RF351x 系列產(chǎn)品;ST基于Nucleo板的NB-IoT擴(kuò)展板。除此之外,銳迪科、英特爾、中興微電子等公司也有自己的芯片規(guī)劃。
但不容忽視的問題是從芯片到模組再到大規(guī)模商用 NB-IoT 還沒有成熟,三大運(yùn)營(yíng)商的資費(fèi)怎么收取也都在探討階段,業(yè)界仍然不能就合適的商業(yè)模式形成共識(shí)。





