5G 时代的诱惑,犹如隔壁家厨房的气味,间歇性地飘过,刺激着大家的神经。然而对于工业而言,这个气味的信号实在是太微弱了。在 2020 年以前,5G 的大规模应用,大家都不抱希望,没有设备制造商会认为 5G 能够迅速布置下去。即使是相关标准进展神速,6~9 月份的标准的冻结期才刚刚起步,下一步建立基站、兼容机制(将来的华为、中兴必须相互兼容),还有很长时间。
  

工业物联网相对是区域网,因此有突破的可能性。然而在 4G 时代,大家被高通芯片和标准逼疯了,而在工业领域终于找到苦主了。如可以找到可以绕开高通,又不必死等 5G 时代,NB-IoT 窄带物联网率先出招。
  

5G 时代的三个兄弟 

5G 有三个标准,分别是 LTE(授权频道)、LTE-U(非授权频道)和 NB-IoT(授权频道)。
  

LTE,属于授权频道。这是最大的肥肉,当然是电信运营商的菜。标准主要是电信运营商在做,华为也在推。由于授权频道基本是排它的,比如给了电力微波,其他人就不能用了。这个是运营商的垄断资源,只能通过运营商来操作。

 

  

LTE-U(unlicensed)非授权频道,注意这可是大家最熟悉的 WiFi 杀手。WiFi 的路由器,一般只有 30~50 米;一般路由器到了 100 米,就只有信号,不能通讯了。而 LET-U 可以达到 300~500 米(类似 3G 时代曾经推过的“城域网”)。ISM(工业、科学、医疗)这三个领域可以随便用,主要频段包括从 5K、13.56M 一直到 2.4G 和 5.8G 等多个频段。

 


  

呼声最高的 NB-IoT,仍然属于授权频道。NB-IoT 最大的特点,是传输距离达到惊人的 10km,可以覆盖一个小县城。而且可以带无数终端,一个基站可以带 20 多万个终端。这意味着,管理一个井盖、停车收费,都变得轻松,而且便宜。即使是 200 万元建立一个基站,方圆 10km 都可以进行管理。
  

当然,由于 NB-IoT 属于授权频道,仍然不太可能在企业里用。所以 NB-IoT 也只能是先接入核心网(运营商),再进入企业。
 

 

5G 才能解决工业以太网  

相对一般以太网而言,工业数据传递的实时性要求很高。工业以太网有 QoS(服务质量协议),因此在传递实时数据的时候,不容易丢包。这是因为 QoS 支持优先级,能够识别优先发送级别,如自动识别语音,还是邮件。语音的实时性要求很高,丢包会造成噪声;而电视丢包,则会乱码。这些都是不可接受的。实时视频必须要有 QoS,而图像往往是带宽消耗最大的内容传输。

 

4G 为什么不能用在工业互联网上,因为没有 QoS,除了语音有识别之外,可以说它就是一个标准的 IT 网络。而 5G 则可以支持优先级,例如设备状态最优先,而将一般的数据传递优先级放在最后。
  

所以值得期待的是,5G 才是工业互联网的基础。当下 40%的情况,基本上是有能力实施的(说 100%还是有点夸张)。4G 最多只能到 450M,而 5G 的 LTE 可达达到 450M~800M
  

更重要的是,选择性大幅度增加。就技术流派而言,4G 时代的技术主要是高通,盆满钵满;而在 5G 时代,华为、思科、西门子等都有各自的技术。这次,工业可以有更多的选择了。
  

技术不能烂在手里  

LTE 是运营商标准,不可能被允许进入企业,因此不可能去建立一个 iPhone7 的基站。但既然 5G 标准和大规模布置尚待时日,这些已经有些眉目的技术,不可能空转吧。于是技术开始变形和演化,例如 LTE 就有了改进版,华为就率先推出了所谓企业版 LTE 技术(eLTE)。
  

它有两个频段,一个频段是 800M(目前分配给联通),还有一个频段 900,是调频的。这个波段,可以用来完成 eLTE 的载波频点,也就是可以做企业端的应用了。
  

基于同样的考量,eLTE-IoT 正是 NB-IoT 窄带物联网的一种变通方式。这样就可以进入工厂,成为智能制造的物联网基石。重要的是,eLTE-IoT 有着更加低廉的成本,因此 eLTE-IoT 率先进入工业领域。

 


  

eLTE-IoT 自身突出的特征(功耗小、终端多、距离长),因此成为工业园区的最佳 5G 先头阵地之一。eLTE-IoT 作为非授权频道,20 万带宽,功率很小,不超过 200mw 功率。因此园区建立这种基站,也相互不影响
  

目前 eLTE-IoT 已经开始逐渐进入工厂,成为物联网数据最佳的传递手段。它将有效地替代 RFID、设备联网等领域,成为智能工厂物联网的新欢。