5G加持下 窄帶物聯(lián)網的路越走越寬

  ICC訊 有人說，互聯(lián)網的下半場是物聯(lián)網時代。這話未必是虛言。

  近日，在工信部的指導下，三大電信運營商與華為等企業(yè)以線上直播的方式，聯(lián)袂舉辦了5G NB-IoT“億”征程產業(yè)峰會。會上，工信部信息通信發(fā)展司副司長劉郁林表示，國家對新基建的重視，為5G、物聯(lián)網等新興產業(yè)帶來重大發(fā)展機遇。要加快形成以NB-IoT、4G、5G等技術梯次承接各類物聯(lián)網連接的發(fā)展格局。

  商業(yè)前景廣闊的物聯(lián)網分支技術

  5G的概念早已深入人心，而NB-IoT究竟是什么，可能有的人還不太清楚。

  NB-IoT是窄帶物聯(lián)網的英文縮寫。所謂窄帶物聯(lián)網是指基于蜂窩網絡構建，僅消耗180千赫茲（kHz）左右?guī)挼?A href="http://odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e7%89%a9%e8%81%94%e7%bd%91&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">物聯(lián)網，因為支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數(shù)據(jù)鏈接，也被叫作低功耗廣域網（LPWAN）。

  “目前，窄帶物聯(lián)網大多采用的是與蜂窩通信共用的1GHz以下的授權頻段、受國際標準化組織3GPP支持的2G/3G/4G蜂窩通信技術?！北本├砉ご髮W計算機學院網絡攻防對抗技術研究所所長閆懷志在接受科技日報記者采訪時表示，窄帶物聯(lián)網是耗費帶寬較低的物聯(lián)網，可以看作是物聯(lián)網的一個分支技術。

  閆懷志表示，2015年9月，窄帶物聯(lián)網在第三代合作項目—無線接入網絡（3GPP RAN）立項后，得到國際上絕大多數(shù)的運營商、系統(tǒng)設備商、終端廠商的關注和響應，后來形成了一個商業(yè)前景廣闊、世界范圍統(tǒng)一的物聯(lián)網分支通信標準。

  如今，站在5G的風口上，窄帶物聯(lián)網被賦予更偉大的歷史使命，將為千行百業(yè)數(shù)字賦能，助力實現(xiàn)萬物互聯(lián)。劉郁林在5G NB-IoT“億”征程產業(yè)峰會致辭時透露，截至2019年底，我國已建成NB-IoT基站超過70萬個，實現(xiàn)全國主要城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上區(qū)域連續(xù)覆蓋，為各類應用發(fā)展奠定了良好的網絡基礎。

  迎合70%以上的物聯(lián)網場景需求

  窄帶物聯(lián)網之所以被寄予厚望，是由其本身的特性決定的。通常來說，窄帶物聯(lián)網具有廣覆蓋、多連接、低功耗、低成本等特點。

  廣覆蓋將極大地改善物聯(lián)網室內覆蓋的現(xiàn)狀，在同樣的頻段下，窄帶物聯(lián)網比現(xiàn)有網絡增益20dB，相當于覆蓋區(qū)域能力增強了百倍以上；多連接是指其單個扇區(qū)即可支持10萬個連接；低功耗特性使得其終端模塊待機時間可長達10年之久；低成本則是指其模塊成本低，單個連接模塊的成本可降至二三十元人民幣。

  “因其基于蜂窩網絡而構建，所以可直接部署于GSM（全球移動通信系統(tǒng)）網絡、UMTS（通用移動通訊系統(tǒng)）網絡或LTE（長期演進）網絡，大大降低了部署成本，并可以通過現(xiàn)網平滑升級來快速支持行業(yè)市場需求?！遍Z懷志說，窄帶物聯(lián)網被認為是蜂窩網絡產業(yè)應對萬物互聯(lián)的最佳解決方案之一，目前的應用場景是公共事業(yè)服務或工業(yè)控制領域等垂直行業(yè)。

  華為中國運營商業(yè)務部副總裁楊濤在5G NB-IoT“億”征程產業(yè)峰會表示，NB-IoT所擁有的大連接、廣覆蓋、低功耗等特點，迎合了70%以上的物聯(lián)網場景的需求。

  當前，我國三大運營商已經在300多個城市實現(xiàn)NB-IoT網絡建設和覆蓋，并提供了數(shù)十億的物聯(lián)網專項補貼；同時，以阿里、騰訊、華為、小米等為代表的巨頭企業(yè)也已經入局物聯(lián)網。

  過去3年間，NB-IoT實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，已在多個行業(yè)實現(xiàn)規(guī)模化落地。在智慧水表、智慧氣表、智慧消防、智慧電動自行車四大領域，實現(xiàn)超過千萬級的窄帶物聯(lián)網連接；而智能井蓋、智能門鎖、追蹤定位、智慧路燈等近10個行業(yè)已實現(xiàn)超過百萬級窄帶物聯(lián)網連接。

  據(jù)了解，2020年1月，NB-IoT全球連接數(shù)突破1億；2月，中國連接數(shù)也破億。這標志著NB-IoT產業(yè)邁過歷史拐點，進入爆發(fā)式增長階段。從運營商分布看，中國電信、中國移動的NB-IoT連接數(shù)均已超過4000萬，中國聯(lián)通則超過1000萬。預計到今年年底，全球5G NB-IoT連接數(shù)將再次翻番。

  或引發(fā)多領域顛覆性創(chuàng)新應用革命

  窄帶物聯(lián)網雖然發(fā)展迅猛，但在不少方面仍然存在不足。

  閆懷志表示，窄帶物聯(lián)網在互操作和一致性問題方面的性能表現(xiàn)還需要進一步提升；在網絡覆蓋和基礎設施方面，窄帶物聯(lián)網的部署和長期支持均受到時間和成本的極大制約。比如，在成本上，雖然其模組成本目前已降至30元以下，但是其終端模組集成、應用系統(tǒng)適配等綜合成本，相對于已經成熟的4G、5G等模組來說并不算低；在應用和商業(yè)模式上，完善的合作伙伴生態(tài)圈尚未建立。

  同時，NB-IoT還面臨著包括LoRa在內的其他物聯(lián)網連接技術的激烈競爭。此外，低速率數(shù)據(jù)傳輸、隱私和安全、IT系統(tǒng)轉換時間等問題，也都是其發(fā)展的瓶頸。

  劉郁林也指出，以NB-IoT為代表的移動物聯(lián)網發(fā)展雖然取得了突破性成績，但是也面臨一些挑戰(zhàn)。目前，我國大部分NB-IoT連接集中在少數(shù)城市，在全國范圍內的普及程度還有所欠缺，大量基站處于輕載、空載狀態(tài)；與4G、5G等先進技術相比，2G、3G技術的普遍利用效率較低，但2G、3G物聯(lián)網連接仍占較大份額，在新增物聯(lián)網連接數(shù)中占比接近20%，還需要加快形成4G、5G技術梯次承接各類物聯(lián)網連接的發(fā)展格局；網絡覆蓋還有待進一步完善，部分地區(qū)NB-IoT網絡覆蓋水平還不能完全滿足承載2G連接遷移的要求。

  行業(yè)標準化問題也亟待解決。過去，我國的物聯(lián)網標準主要集中在如何解決無線終端與網絡的連接問題，但隨著NB-IoT應用越來越廣泛，企業(yè)間通信模塊的標準尚未互通且非常雜亂，這就要求行業(yè)加快標準化進程。

  2019年，我國提交的IMT-2020（5G）候選技術方案中納入NB-IoT技術，預計今年6月，國際電信聯(lián)盟（ITU）將正式宣布5G技術方案，NB-IoT成為未來5G物聯(lián)網主流技術指日可待。

  閆懷志指出，5G時代的到來，使得NB-IoT必將在組播支持、連續(xù)移動性、新功率等級等方面大顯身手。同時，NB-IoT等基礎設施的完善，也會反過來促進5G的真正落地與普及應用。未來，5G和NB-IoT技術的融合賦能其他傳統(tǒng)行業(yè)，必將會引起工業(yè)互聯(lián)網、車聯(lián)網、無人系統(tǒng)等領域新一輪顛覆性的創(chuàng)新應用革命。