5G加持下 窄帶物聯(lián)網(wǎng)的路越走越寬

  ICC訊 有人說，互聯(lián)網(wǎng)的下半場是物聯(lián)網(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)帶來重大發(fā)展機遇。要加快形成以NB-IoT、4G、5G等技術(shù)梯次承接各類物聯(lián)網(wǎng)連接的發(fā)展格局。

  商業(yè)前景廣闊的物聯(lián)網(wǎng)分支技術(shù)

  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(wǎng)的英文縮寫。所謂窄帶物聯(lián)網(wǎng)是指基于蜂窩網(wǎng)絡構(gòu)建，僅消耗180千赫茲（kHz）左右?guī)挼奈锫?lián)網(wǎng)，因為支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)鏈接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）。

  “目前，窄帶物聯(lián)網(wǎng)大多采用的是與蜂窩通信共用的1GHz以下的授權(quán)頻段、受國際標準化組織3GPP支持的2G/3G/4G蜂窩通信技術(shù)。”北京理工大學計算機學院網(wǎng)絡攻防對抗技術(shù)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(wǎng)是耗費帶寬較低的物聯(lián)網(wǎng)，可以看作是物聯(lián)網(wǎng)的一個分支技術(shù)。

  閆懷志表示，2015年9月，窄帶物聯(lián)網(wǎng)在第三代合作項目—無線接入網(wǎng)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(guān)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(wǎng)分支通信標準。

  如今，站在5G的風口上，窄帶物聯(lián)網(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)絡基礎。

  迎合70%以上的物聯(lián)網(wǎng)場景需求

  窄帶物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)室內(nèi)覆蓋的現(xiàn)狀，在同樣的頻段下，窄帶物聯(lián)網(wǎng)比現(xiàn)有網(wǎng)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(wǎng)絡而構(gòu)建，所以可直接部署于GSM（全球移動通信系統(tǒng)）網(wǎng)絡、UMTS（通用移動通訊系統(tǒng)）網(wǎng)絡或LTE（長期演進）網(wǎng)絡，大大降低了部署成本，并可以通過現(xiàn)網(wǎng)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(wǎng)被認為是蜂窩網(wǎng)絡產(chǎn)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(lǐng)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(chǎn)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(wǎng)場景的需求。

  當前，我國三大運營商已經(jīng)在300多個城市實現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡建設和覆蓋，并提供了數(shù)十億的物聯(lián)網(wǎng)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(jīng)入局物聯(lián)網(wǎng)。

  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)?；涞?。在智慧水表、智慧氣表、智慧消防、智慧電動自行車四大領(lǐng)域，實現(xiàn)超過千萬級的窄帶物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)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(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新應用革命

  窄帶物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡覆蓋和基礎設施方面，窄帶物聯(lián)網(wǎng)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(jīng)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(nèi)的其他物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)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(zhuǎn)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(wǎng)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(nèi)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(shù)相比，2G、3G技術(shù)的普遍利用效率較低，但2G、3G物聯(lián)網(wǎng)連接仍占較大份額，在新增物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)中占比接近20%，還需要加快形成4G、5G技術(shù)梯次承接各類物聯(lián)網(wǎng)連接的發(fā)展格局；網(wǎng)絡覆蓋還有待進一步完善，部分地區(qū)NB-IoT網(wǎng)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(wǎng)標準主要集中在如何解決無線終端與網(wǎng)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(shù)方案中納入NB-IoT技術(shù)，預計今年6月，國際電信聯(lián)盟（ITU）將正式宣布5G技術(shù)方案，NB-IoT成為未來5G物聯(lián)網(wǎng)主流技術(shù)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(shù)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(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、無人系統(tǒng)等領(lǐng)域新一輪顛覆性的創(chuàng)新應用革命。