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。
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-iot、lora和emtc,它们已经各自初步建立了自己的产业生态环境。
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。
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。
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。
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。
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。
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