低功耗广域物联网的技术纷争,NB-IoT/LoRa/eMTC谁主沉浮?

2018-02-13 09:54:09 来源:EEFOCUS
标签:

 

物联网,是半导体领域一个热门话题,且发展异常迅速。据去年(2017年)年底市场调研机构IC Insights的一份预测,汽车电子与物联网将是近年增速最快集成电路IC应用市场,这两类IC在2016年至2021年销售额增速将比IC市场整体增速快70%。此前,麦肯锡还预估,到2025年,物联网技术的潜在经济总量将达到11.1万亿美元。

 

图片来源:IC Insights

 

考虑到生活中的应用场景(如远程抄表、环境监测、智能停车、位置追踪等)时,我们则更需要一种覆盖广、成本低、部署简单、支持大连接的物联网,因此低功耗广域物联网(Low-Power Wide-Area Network,简称LPWAN)应运而生。并且,以这些应用场景为主导的物联网数量将占到物联网总连接数的60%。

 

 

市场之大、应用之广,这块蛋糕不可谓不诱人,这背后不仅是厂商之间的产品战斗,更是几大主流技术的江湖纷争。经过厮杀,有三大技术脱颖而出成为第一梯队,那就是NB-IoTLoRaeMTC,它们已经各自初步建立了自己的产业生态环境。

 

NB-IoT的顺势而为

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带蜂窝物联网),是专门为LPWA类物联网业务设计的全新技术,具备广覆盖、大连接、低功耗、低成本的特点,通过牺牲速率和时延性能,换取更极致的物联网承载能力。

 

从发展历史上看,这个技术名称的确定都几经波折,并且有一个有名气的国内企业也频频出镜。

 

早在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LTE-M(LTE for Machine to Machine)。2014年5月,由沃达丰、中国移动、Orange、意大利电信,华为,诺基亚等公司支持的物联网超低功耗蜂窝系统项目在3GPP GERAN工作组立项,LTE-M的名字演变为Cellular IoT,简称CIoT。2015年5月,华为和高通共同宣布了NB-CIoT(Narrow Band Cellular IoT)方案。2015年8月,爱立信联合几家公司提出了NB-LTE(Narrow Band LTE)的概念。2015年9月,NB-CIoT和NB-LTE两个技术方案进行融合形成了NB-IoT。

 

随后在2016年NB-IoT R核心协议在RAN1、RAN2、RAN3、RAN4四个工作组均已冻结。

 

到了2017年11月份,有公开资料称全球已商用的NB-IoT网络达到21张,包括:VDF西班牙,德电荷兰,德电德国,挪威Telia,中国电信,中国移动,中国联通,韩国LGU+,KT,VDF荷兰,VDF爱尔兰,澳大利亚VHA,阿联酋ET,香港CMHK,新加坡M1,意大利TIM,南非Vodacom等。并表示,2018年将达到100张[1]。

 

不难看出,NB-IoT的发展一路顺风顺水,一方面得益于技术本身优势,比如:1,广覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益提高20dB,覆盖面积扩大100倍;2,它具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接;3,更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;低的模块成本[2]。

 

另一方面,政策的推动也是必不可少。

 

自2016年6月16日,NB-IoT 技术协议获得3GPP无线接入网(RAN)技术规范组会议通过以来,我国随后就出台一系列政策支持 NB-IoT 发展[3]。

 

2017年5月,工信部发布《电信网编号计划(2017年版)》,新编号中增加了物联网网号,将“140XX~144XX”明确为物联网网号。

 

2017年6月16日,工信部下发《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,《通知》对2017年到2020年的NB-IoT标准、NB-IoT设备、NB-IoT芯片、NB-IoT模组、NB-IoT测试、NB-IoT应用、NB-IoT网络的发展,部署了“定量”的任务。

 

2017年6月20日,工信部发布2017年第27号公告,从三方面明确了 NB-IoT 系统频率的使用要求。1,在频率使用方面,在不影响现有业务运行的前提下,运营商可以使用已分配的 GSM 或 FDD 方式的 IMT 系统频段来部署 NB-IoT,在频率配置方式上,运营商可根据需要选择带内工作模式、保护带工作模式或者独立工作模式。2,在射频技术指标方面, 公告对NB-IoT 系统宏基站射频技术指标进行了规范,并明确了终端射频技术指标参照相关行业标准。3,在基站管理方面,明确了建设NB-IoT基站须取得无线电台执照,同时对800MHz、900MHz、1800MHz和2100MHz频段NB-IoT系统基站的设置提出了具体的要求。

 

2017年8月7日,工信部批准同意了部分单位提出的电信网码号资源有关申请,对2017年第10批《中华人民共和国电信网码号资源使用证书》颁发结果进行公示,其中就包括了物联网号段分配。

 

再从运营商部署进度和产业生态上看,三大运营商在NB-IoT的部署上也呈现加速模式。中国电信2017年6月底率先完成基于800MHz的 NB-IoT 网络部署,全网31万基站实现同步升级,建成了全球最大的NB-IoT网络。中国联通2017年5月15日在上海宣布建成 NB-IoT 试商用网络,积极布局基于 NB-IoT 技术的物联网创新业务。中国移动在 2017 年半年报中表示,将在全国 346 个城市启动移动物联网建设,并于8月初发布2017-2018年蜂窝物联网(主要为 NB-IoT 和 eMTC)工程无线和核心网设备设计与可行性研究集采公告,预估工程费高达395亿元;同时发布对移动物联网设备开展了预估总量为111万副的天线集采,预计年内将实现全国范围内商用[4]。

 

当然,NB-IoT的发展更离不开芯片和模组等产业链上游厂商的发力。业内一些“网红”产品,大家一定很熟悉,如:华为的Boudica120、Boudica150;高通的MDM9206;联发科的MT2625。与非网记者此次专题采访的企业也有自己产品的部署,QORVO的RF351x 系列产品;ST基于Nucleo板的NB-IoT扩展板。除此之外,锐迪科、英特尔、中兴微电子等公司也有自己的芯片规划。

 

但不容忽视的问题是从芯片到模组再到大规模商用 NB-IoT 还没有成熟,三大运营商的资费怎么收取也都在探讨阶段,业界仍然不能就合适的商业模式形成共识。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

作者简介
张亚
张亚

与非网编辑,网名亚亚君,光电与半导体材料专业出身,喜欢音乐和看书。只愿与你相识在文字中。

继续阅读
LoRa技术异常火爆,它和FSK有何不同?

当无线数据的传输越来越广泛,我们仿佛才意识到无线传输的技术真真切切的就在我们的身边。本文简单介绍两种无线通信调制方式:LoRa与FSK的共性与区别。

NB-IoT在抄表行业的应用及优势

随着社会的发展以及我国能源结构转型,水表和气表已经走进了千家万户,但是传统的机械式的水气表要靠人工上门进行抄表,难免会存在效率低、人工成本高、记录数据容易出错、维护管理困难、缴费不方便等弊端。

NB-IoT在智慧城市中的应用分析

NB-IoT在智慧城市中的应用分析

物联网产业或变天,联通进军LoRa?
物联网产业或变天,联通进军LoRa?

上周末,物联网产业发生了一件大事。联通物联网公司、中兴克拉、Semtech举办联合发布会,三方共同宣布联通“LoRa连接管理平台”产品正式发布,并签署了战略合作协议。

联通为何进军LoRa?

上周末,物联网产业发生了一件大事。联通物联网公司、中兴克拉、Semtech举办联合发布会,三方共同宣布联通“LoRa连接管理平台”产品正式发布,并签署了战略合作协议。

更多资讯
联想物联网平台LeapIOT有哪些作用和价值?
联想物联网平台LeapIOT有哪些作用和价值?

目前,联想物联网平台LeapIOT在帮助制造业企业向以智能制造为特征的先进制造企业转型升级方面已经发挥重要价值。

5G商用有哪些要素?大规模商用距离我们还有多远?

在产业界各方的共同努力下、在各国政府的你追我赶下,5G全球商用的步伐骤然加快,甚至超出预期。

你是否遇到过三大运营商"杀熟"?

国务院第八督查组今日(9月20日)邀请10名网友与三大电信运营商面对面沟通。针对新老用户资费差距大的问题,中国移动回应将公示所有在售资费套餐,新老不同权一经发现严肃处理。中国电信表示,将在一个月内整改到位,如发现严肃问责。

英特尔的物联网战役要怎么打?

在物联网领域,芯片厂商除了提供高性价比芯片产品外,在开发套件、技术支援等方面也需形成生态闭环,从而达成稳固的合作关系。

芯片巨头英特尔正在将战略重心转向何方?

芯片巨头英特尔正在将战略重心向物联网转移。在2017年的全美零售业联盟展上,英特尔推出响应式零售平台,包括摄像头、传感器、数字标签等关键组件都运用了英特尔的技术。此外,英特尔还宣布在零售领域投资1亿美元。

电路方案