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【通信领域】第18期:为何华为如此青睐NB-IoT?


NBIoTNarrow 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NBIoT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NBIoT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NBIoT芯片使能的智能化终端方案平滑演进到NBIoT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ZigbeeWiFi蓝牙Zwave等短距离通信技术另一类是LPWANlowpower WideArea 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LoRaSigFox等技术另一类是工作于授权频谱下3GPP支持的234G蜂窝通信技术比如ECGSMLTE CatmNBIoT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3G4G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NBIoT研究正式开始NBIoT标准具体演变历史是怎样的你接着往下看

NBIoT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LTEMLTE for Machine to Machine在LTEM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NBM2M

2014年5月由沃达丰中国移动OrangeTelecom 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LTEM的名字演变为Cellular IoT简称CIoT

2015年4月PCGProject 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NBCIoTNarrow 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NBLTENarrow 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NBCIoT和NBLTE两个技术方案进行融合形成了NBIoT WIDNBCIoT演进到了NBIoTNarrow Band IoT

2016年6月16日NBIoT R核心协议在RAN1RAN2RAN3RAN4四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NBIoT与eMTC同时进行计划同时完成

NBIoT解决方案的实际应用展示

下面介绍几个NBIoT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NBIoT智能停车解决方案基于华为NBIoT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NBIoT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NBIoT芯片XMM7115可以实时监测到环境的PM值温度湿度光感亮度等

NBIoT发展与挑战

首先说一下NBIoT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

NBIoT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NBIoT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NBIoT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NBIoT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NBIoTNBIoT未来将覆盖物联网联接的14到2020年M2M设备可达到70亿个连接数

NBIoT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NBIoT市场前景广阔但火热背后也存在着价格战NBIoT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ThreadZigBee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NBIoT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