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NB-IoT技术
日期:2019-08-30  人气:120
NB-IoT技术

NB-IoT的展开史

1、2014年华为与沃达丰一起提出NB-M2M

2、2015年5月,华为和高通一起宣告了一种交融的处理计划,即上行选用FDMA多址方法,下行选用OFDM多址方法,命名为NB-CIoT(Narrow Band Cellular IoT)。

3、2015年8月10日,在GERAN SI期间******一次会议,爱立信联合几家公司提出了NB-LTE(Narrow Band LTE)的概念。

4、2015年9月,3GPP在2015年9月的RAN全会到达一致,NB-CIoT和NB-LTE两个技能计划进行交融构成了NB-IoT WID。NB-CIoT演进到了NB-IoT(Narrow Band IoT),建立NB-IoT为窄带蜂窝物联网的唯一规范。

5、2016年4月,伦敦 M2M 大会上华为宣告与沃达丰建立NB-IoT敞开实验室

6、2016年4月,NB-IoT物理层规范在3GPP R13冻住。

7、2016年6月,NB-IoT基地规范正式在3GPP R13冻住。

8、2017年一季度,依据《国家新一代信息技能工业计划》,把NB-IoT网络定为信息通讯业“十三五”的要点工程之一。

9、2017年4月1日,海尔、我国电信、华为三方签署战略协作协议,一起研制根据新一代NB-loT技能的物联网才智日子计划。

10、2017年4月25日,全球移动通讯设备供货商协会发布数据,如今全球仅有4张NB-IoT商用网络。但一起又指出,至少有13个国家的18家运营商计划布置或正在测验40张NB-IoT网络。

11、2017年5月,软银与爱立信协作,将在日本全部布置Cat-M1和NB-IoT网络,以期率先在日本国内推出商用蜂窝物联网事务。

12、2017年5月,我国联通宣告5月底完结市NB-IoT商用布置。联通在2016年上半年,建造了全球首个pre NB-IoT大规划接连掩盖区域—国际旅游休假区,并携手华为一起发布NB-IoT技能的智能泊车处理计划。

13、2017年5月,据泄漏华为NB-IoT芯片Boudica 120在6月底将大规划发货。

从以上资料,咱们看到NB-IoT的展开前史,一起也看到了华为在NB-IoT上所起的带头作用。一流公司做规范,这句话对通讯职业来说,有高通等公司的榜样,所以华为的意图是很明显的。


NB-IoT定义

NB-IoT,你以为是Niubility Internet of Thing?不不不,NB-IoT是指窄带物联网(Narrow Band -Internet of Things)技能。

“万物互联”完结的根底之一在于数据的传输,不一样的物联网事务对数据传输才能和实时性都有着不一样请求。

依据传输速率的不一样,可将物联网事务进行高、中、低速的区别:

• 高速率事务:首要运用3G、4G技能,例如车载物联网设备和监控摄像头, 对应的事务特色请求实时的数据传输;

• 中等速率事务:首要运用GPRS技能,例如居民小区或超市的储物柜,运用频率高但并非实时运用,对网络传输速度的请求远不及高速率事务;

• 低速率事务:业界将低速率事务商场概括为LPWAN(Low Power Wide Area Network)商场,即低功耗广域网。如今还没有对应的蜂窝技能,多数情况下经过GPRS技能勉力支撑,然后带来了本钱高、影响低速率事务普及度低的疑问。

也即是说如今低速率事务商场急需拓荒,而低速率事务商场本来是******的商场,如修建中的灭火器、科学研究中运用的各种监测器,此类设备在日子中呈现的频次很低,但汇集起来总数却很可观,这些数据的收集用于各类用处,比方改进城市设备的装备等等。

例如eMTC归于中等速率、高实时的物联网技能,适用于POS机、智能家电等。NB-IoT适用于低速率、高延时的物联网场景,例如智能抄表、智能泊车、车辆盯梢、物流监控、才智农林牧渔业等。 各类运用占比散布如下图所示:

由图可知,低速率的物联网运用在全部物联网商场中占比60%,具有无穷的商场空间,如今尚处于空白状况,而NB-IoT以其具有的技能优势,格外合适低速率的物联网运用,因而遭到运营商及物联网生态圈的喜爱,也为运营商进入物联网商场拓荒了新航道。

如今物联网技能在职业运用的比例逐年进步,浸透出产制作、交通物流、健康医疗、花费电子、零售、轿车等运用职业。万物互联的年代正以极端敏捷的脚步走进咱们的日子。

物联网的无线通讯技能很多,首要分为两类:一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通讯技能;另一类是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网),即广域网通讯技能。LPWA又可分为两类:一类是作业于未授权频谱的LoRa、SigFox等技能;另一类是作业于授权频谱下,3GPP支撑的2/3/4G蜂窝通讯技能,比方EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。



NB-IoT技能具有的优势

优势一:海量衔接

与传统的2G/3G/4G对比,NB-IoT有50~100倍的上行容量提高,200kHz带宽下单基站小区可支撑5万用户。因而,与现有无线技能对比,NB-IoT能够提高50~100倍的接入数,一起进行了海量存储和接入操控的优化,合适海量接入的场景,例如智能路灯、智能垃圾桶、智能井盖、智能水表、智能电表、智能气表等。

优势二:深度掩盖

NB-IoT无线技能提高了功率谱密度,NB-IoT比LTE提高20dB增益,即掩盖才能提高100倍,极好地完结了广域掩盖,即便在地下车库、地下室、地下管道等信号难以抵达的地方也能掩盖到。这处理了现有LTE无线信号难以掩盖到的疑问,例如布置在楼宇、地下车库、地下室内或地下管道内的水表、电表、气表等场景。

优势三:低功耗

NB-IoT节约用电技能DRX(Discontinuous Reception)和PSM(Power Saving Mode),经过削减不必要的信令和在PSM状况时不接受寻呼信息来到达省电的意图,可让设备不时在线,保障电池5年以上的运用寿命。这满意了物联网设备低功耗长待机的要害需求,格外是无继续供电或无法替换电池的场景,如野生动物盯梢、恶劣条件下的传感器设备等,这些设备的待机时间一般请求5年以上。

优势四:低本钱

NB-IoT基地网相对传统EPC基地网添加了“小包数据操控面传输优化、节约用电优化(PSM、eDRX)”,信令流程简化、大幅下降音讯交互,完结NB-IoT的低移动性接入。低速率、低复杂度带来的是低本钱,NB-IoT芯片能够做得很小。芯片本钱通常和芯片尺度有关,尺度越小,本钱越低,NB-IoT在射频上做了优化,模块的本钱随之变低。

不过,NB-IoT仍有着本身的局限性。在本钱方面,NB-IoT模组本钱将来有望降至5美元以内,但如今支撑蓝牙、Thread、ZigBee三种规范的芯片报价仅在2美元左右,仅支撑其间一种规范的芯片报价不到1美元。无穷的报价距离无疑将让公司布置NB-IoT发生顾忌。


NB-IoT的工业链

有关于传统工业,物联网的工业生态对比无穷,需求从纵向工业链和横向技能规范两个维度多个环节进行分析。

关于低功耗广域网络,从纵向来看,如今已构成从“底层芯片—模组—终端—运营商—运用”的完好工业链。

芯片在NB-IoT全部工业链中处于根底基地位置,如今简直一切干流的芯片和模组厂商都有清晰的NB-IoT支撑计划。

从上述NB-IoT规范的演化前史上,华为和高通扮演着十分重要的人物。如今的NB-IoT即是从华为和高通交融发生的处理计划NB-CIoT演化而来的。


华为的NB-IoT战略

作为NB-IoT的活跃参加者华为而言,NB-IoT是一个大战略,听说华为一切的部分都活跃参加其间。

本来早在2014年,华为就斥资2500万美元收买了英国抢先的蜂窝物联网芯片和处理计划供给商Neul,还计划以Neul为基地,创造一个全球级物联网。

华为推出的NB-IoT芯片在硬币巨细的尺度内集成了BB和AP、Flash和电池办理,并预留传感器集成功用。其间AP包含三个ARM-M0内核,每个M0内核别离负责运用、安全、通讯功用,这样在方便进行功用办理的一起下降本钱和功耗,后续推出的芯片还将会集成Soft SIM,进一步下降本钱。

除了芯片以外,华为在NB-IoT范畴的规划可谓是全方位掩盖式的。

在上一年的世界移动大会物联网峰会上,华为正式面向全球发布了端到端NB-IoT处理计划,首要包含:Huawei Lite OS与NB-IoT芯片使能的智能化终端计划、滑润演进到NB-IoT的eNodeB基站、可支撑Corein a Box或NFV切片灵敏布置的IoT PacketCore、根据云化架构并具有大数据才能的IoT联接办理途径等,满意了运营商IoT事务低功耗广域掩盖的基地需求。

别的在上一年第二届我国NB-IoT工业联盟高峰论坛上,华为的NB-IoT项目负责人许海平更是表明了华为正在建造的敞开实验室将更好地为NB-IoT端到端事务效劳。“从本年开端,华为在全球设立了七个敞开实验室,现已敞开了两个,一个是沃达丰,别的一个是华为的上研所。

敞开实验室首要是建立整套的端到端NB-IoT环境,供给NB-IoT的芯片和模组,和一些关系对比亲近的协作厂商一起来做端到端的对接,包含芯片模组的集成、后端的联接办理途径、事务效劳器的对接等。

沃达丰的敞开实验室首要是关于的欧洲的协作厂商,的实验室首要是关于我国区的,九月份还将在韩国建立一个open lab,意大利等国家也会相继推动。”


高通在NB-IoT上的处理计划

高通以为将来5年里,从物联网的视点来说,LTE依然是展开根底。3GPP Release 13下引进的NB-IoT将继续跟着3GPP的展开而演进,大规划物联网(Massive IoT)所需的低本钱、低功耗等将依靠LTE NB-IoT技能从蜂窝衔接的方面推动其展开,为物联网5G技能展开打好根底。

高通上一年年头推了的MDM 9x07,支撑Cat 4,******支撑150Mbps;别的一个是MDM 92071,支撑Cat 1的规范;还有上一年10月推出的MDM9206,支撑CatM1,后期经过软件晋级能够支撑NB-IoT。模块OEM厂商估计于2017年头发布根据MDM9206、支撑Cat M1的模块,而关于Cat NB1的支撑估计在此之后不久,经过软件晋级的方法完结。

别的,在如今的Release 13中,NB-IoT不支撑VoLTE,不过在将来的Release 14中,高通就会尝试添加语音功用的支撑。跟着NBIoT不断演进,高通期望它能为适用于5G的物联网规范打下根底。



NB-IoT商场出资时机

如今NB-IoT商场炒作十分热,工业链也包含了很多不一样的硬件:芯片、模块、终端设备等等,能够说给各个层面的公司及工业本钱供给很大的时机,纵观这些出资时机,DR君觉得以下两个创投范畴十分值得重视:

1、传感器

NB-IoT无疑促进了物联网的工业生态,让传感器能够深化到细分商场,带来无穷的商业时机。全球传感器工业到2020年前后将具有挨近3000亿美元的商场规划,而有券商以为,我国公司将在这个千亿级的传感器商场中占有三分之一的比例,展开空间无穷。

2、运用

尽管底层硬件十分重要,但真实让这些装置表现加值作用,表现数据的价值和利益共享的价值,仍是需求为了特定效劳意图开发的运用软件,这些更是将来无穷的商场,将为进入该范畴的业者和本钱供给更大的时机。

对比面向娱乐和功能的物联网运用,NB-IoT面向低端物联网终端,更合适广泛布置,在以智能抄表、智能泊车、智能追寻为代表的智能家居、智能城市、智能出产等范畴的运用将会大放异彩。


通讯运营商

包含我国、韩国、欧洲、中东、北美的多家干流运营商现已展开了根据pre-standard 的NB-IoT技能的试点,并开启了端到端的技能和事务验证。

1、我国电信

我国电信正在活跃跟进NB-IoT技能展开,并正式立项对NB-IoT要害技能、终端和事务展开研制。在详细布置计划上,将根据全掩盖的800M LTE网络布置NB-IoT;基站一起支撑LTE和NB-IoT与800MLTE基站同享基带、射频及天馈本钱。一起,为了躲避也许的频率搅扰,并思考LTE800后续演进的灵敏性,优先思考独立作业形式。

2、我国移动

关于我国移动来说,其大众物联网途径自2014年11月底正式商用,截至本年6月,用户已超越2700万。如今,我国移动正加速推动全球统一规范窄带物联网工业老练和物联网运用立异,构建物联网敞开实验室,促进芯片和模组老练展开,创造一张低本钱、低功耗、广掩盖、高牢靠的公共物联网,力求2017年完结商用。

3、我国联通

我国联通在2015年7月,建成并敞开全球第一个NB-IoT新技能示范点;2016年上半年迪斯尼物联网启动商用; 2015年-2016年展开了NB-IoT事务试点及实验,如今正推动要点城市(北京、、广州、深圳、银川、长沙、福州)的NB-IoT商用布置,计划在2017年完结规划商用,2018年则将开端全部推动国家范围内的商用布置。

我国联通布置在900MHz、1800MHz频段,用于NB-IoT和VoLTE。在900MHz选用DSSS动态频谱处理计划,在1800MHz接连掩盖区域,布置5MHz带宽的LTE,在没有1800MHz接连掩盖的区域,带宽主动缩窄到 3MHz,但基地频点坚持不变,两边空出的频谱,主动布置14个GSM频点。

别的厂商

从横向来看,工业链每一环节都有NB-IoT、LoRa、Sigfox、ZETA、Ingenu等不一样技能规范的厂商存在。

像Lora、Sigfox等,归于作业在非授权频段的技能,这类技能大多是非标、自界说完结;而像GSM、CDMA、WCDMA等较老练的2G/3G蜂窝通讯技能是作业在授权频段的技能,这类技能根本都在3GPP(首要拟定GSM、WCDMA、LTE及其演进技能的有关规范)或3GPP2(首要拟定CDMA有关规范)等国际规范安排进行了规范界说。

下面咱们会选择如今已构成较为完善工业生态的NB-IoT和LoRa两种技能规范,对每一环节的商场会集度进行大体预估,会集度的巨细反映在下图对应矩形框的长度,长度越长,会集度越高,长度越短。


在底层芯片范畴

尽人皆知,当时华为海思、高通、英特尔、MTK、中兴微电子、大唐、展讯等厂商已有NB-IoT芯片的研制计划和施行过程,原有LTE芯片才能的厂商均可参加,无法构成前2-3家独占大多数商场,不过因为这一范畴的厂商数量并不多,因而也不会构成很多商场参加者,商场会集度会坚持在50%以下;而在LoRa阵营中,如今射频芯片供应会集在Semtech一家厂商,占有绝大多数商场比例,然后构成大于80%的商场会集度。

在模组环节

因为具有途径、技能、规划的优势,很多NB-IoT模组的出货量应当把握在原来具有2G/3G/LTE模组产品线的厂商手中,这一群数量相对较多,再加上一些新的厂商进入该范畴,故也无法构成较高的商场会集度;在LoRa模组群体中,原有厂商多为中小公司,在LoRa运用不断增加的情况下,还有不少厂商入局,使得全部商场构成相对充沛竞赛状况,商场会集度较低。

在终端环节

因为低功耗广域网络通讯技能是很多职业、花费终端所需求的,而终端的品种多种多样,无法构成少量公司具有大规划终端的商场,因而终端商场极为涣散,商场会集度较低。

在通讯设备和途径环节

因为华为、爱立信、中兴、诺基亚等通讯设备厂商是NB-IoT规范的基地参加者和推动者,在蜂窝通讯商场上,这些干流设备厂商占有绝大多数商场比例。

在NB-IoT的商用中,也不可避免占有绝大多数比例,能够说在这一环节的商场会集度较高,也许到达80%以上;而关于LoRa来说,一开端就有很多中小公司参加LoRa基站设备和办理途径的研制和出产。

如今具有整体计划供给才能的厂商很多,因而并不能构成高商场会集度,而在国内中兴通讯建议的我国LoRa运用联盟(CLAA)推出的同享形式或在一定程度提高设备和途径的会集度,但仍然不会到达NB-IoT在这一环节的高会集度。

在运营商环节

干流运营商十分清晰会布置并运营NB-IoT网络,也即是说,将来的NB-IoT网络运营仍将会集在三大运营商手里,所以这一范畴的商场会集度为100%;而关于LoRa网络运营来说,因为要满意各类政企职业用户多元化的需求,将来也许会呈现多种形式的运营商,包含CLAA的跨地域云网络运营商、职业级网络运营商、公司私网运营商等,因而商场会集度十分低。

至于运用环节

不论是NB-IoT仍是LoRa网络,均要面临不计其数多元化的运用需求。这些物联网的运用无法构成如传统通讯年代数亿级同质化运用事务,而是碎片化特色杰出,即时同一职业中也有千差万别的需求,因而运用环节不会构成高度的商场会集态势。

总结来看,十分明显的是NB-IoT的工业链上多个环节具有高度商场会集度,能够看出这一范畴更多是巨子主导;LoRa工业链上芯片环节构成高度商场会集度,别的环节皆是很多参加者的形状。

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